листовая штамповка

Это сила учитывается при суммарном подсчете как Рр.Сила трения детали о матрицу:Рпрот=kпрот·Роб,где kпрот=0,04…0,06 – коэффициент силы проталкивания.Рпрот=0,05·268=13,4 кНРоп=268+13,4+13,4=297,95 кНРабота деформации, совершаемая при выполнении данной операции:А=С·(Роб+Рр)·hр=0,6·(268+3,15)·2=325,38 кДжгде С=(0,6…0,8) – эмпирический коэффициент для определения работы деформации.hр=2 мм рабочий ход матрицы.А= 0,7·609,4·1=436,32 кДж8 операция. Отбортовка.Роб=1,2··s·в(D-d) = 1,2·3,14·1,0·300·(136,2-120) =18312 (Н) = 18,3 (Кн).Работа которую необходимо затратить для совершения данной операции равнаА = 0,6·18,3·10 = 109,8 (Дж).2.7. Определение размеров исполнительных частей штамповки1 опрерация. Вырубка заготовки.На этой операции основным инструментом, определяющим размер заготовки, является матрица, а размер пуансона рассчитывается с учетом технологического зазора резания.Исполнительные размеры матрицы равны:Dм =(Dн - )+ (2.16)где Dн – номинальный размер заготовки, равен 215мм; - допуск на изготовление матрицы, равен 0,12 мм; - допуск на заготовку, равен 0,5 мм. Dм=(215 – 0,5)+0,12 = 214,5+0,12 (мм)Исполнительные размеры пуансона равны:Dп =(Dн - - 2∙z)- (2.17)где 2∙z – двухсторонний технологический зазор резания, равен 0,125мм; - допуск на изготовление пуансона, равен 0,12 мм.Dп=(215 – 0,5 – 0,125)-0,12 = 214,375-0,12 (мм)2 опрерация. 1-я вытяжка.При вытяжке по внутреннему контуру основным инструментом является пуансон, а размер матрицы рассчитывается с учетом технологического зазора.Исполнительные размеры пуансона равны:Dп =(Dн– 0,4·)- (2.18)где Dн – номинальный размер заготовки, равен 215мм; - допуск на изготовление матрицы, равен 0,12 мм; - допуск на заготовку, равен 0,5 мм. Dм=(215 – 0,5)+0,12 = 214,5+0,12 (мм)Исполнительные размеры пуансона равны:Dп =(Dн - - 2∙z)- (2.17)где 2∙z – двухсторонний технологический зазор резания, равен 0,125мм; - допуск на изготовление пуансона, равен 0,12 мм.Dп=(215 – 0,5 – 0,125)-0,12 = 214,375-0,12 (мм)3. ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ3.1. Выбор основного оборудованияДля вырубки заготовки понадобится механический кривошипный пресс КД 23-80 с номинальным усилием 1000 кН (рис. 3.1 и табл. 3.1).Рисунок 3.1 – Кривошипный пресс КД 23-80.Таблица 3.1 - Технические характеристики пресса Основные параметрыЗначенияНоминальное усилие пресса, кН (т)1000Наибольший ход ползуна (штока), мм25..200Путь номинального усилия до нижней мертвой точки (НМТ), мм5Частота ходов ползуна непрерывных, 1/мин71Частота ходов ползуна одиночных от кнопки, 1/мин28Размеры стола, мм1000 х 670Размеры отверстия в столе, мм870 х 520Диаметр отверстия в столе, мм420Наибольшее расстояние между столом и ползуном в его нижнем положении - закрытая высота пресса, мм480Расстояние от оси штока до станины (вылет), мм360Величина регулировки расстояния между столом и ползуном, мм120Расстояние между стойками станины в свету, мм480Толщина подштамповой плиты, мм120Количество электродвигателей4Электродвигатель главного привода (М1), кВт19Габариты пресса (длина ширина высота), мм1950 х 2250 х 3840Масса пресса, кг180003.2. Выбор технологического оборудования3.2.1. Выбор типаосновного штампаНа основе расчетов и схемы штамповки выбираем штамп последовательного действия. По схеме штамп является:по роду выполняемой операции - для вытяжки;по совместности операции - двухоперационный;по способу воздействия на заготовку - последовательного действия;по количеству одновременно штампуемых деталей - одна;по способу фиксации заготовки в штампе - с помощью упоров.Рисунок 3.2 –Схема типового штампа совмещенного действия для формовки и вытяжки: 1–хвостовик;2–плита верхняя;3–плита нижняя;4–плитка подкладная верхняя;5–съёмник;6–матрица пробивки;7–пуансон-матрица;8–пуансон вытяжки;9–складкодержатель;10–шпилька;11–пружина;12 - винт;13–пуансонодержатель верхний; 14–пуансонодержатель нижний; 15–выталкиватель; 16–адаптер наружный.С учётом задания на курсовой проект и формы детали выберем технологическую схему штампа по [4]. Выбранная схема изображена на рисунке 3.2.3.2.2. Расчёт исполнительных размеров деталей штампаОпределение центра давления является очень важной задачей, так как ось равнодействующей усилий штампа должна совпадать с осью хвостовика штампа. Иначе может возникнуть перекос штампа, неравномерность зазоров между матрицей и пуансонами, износ направляющих колонок пресса и даже поломка штампа. Центром давления штампа является центр окружности заготовки.Координаты центра давления будут использованы при конструировании штампа: полоса в штампе должна располагаться таким образом, чтобы геометрически центр штампа и вертикальная ось хвостовика совпадали с центром давления.Исполнительные размеры рабочих деталей штампа.Рабочие детали штампов для вырубки и пробивки можно изготовить совместно и раздельно. При совместном изготовлении одна из рабочих деталей дорабатывается до другой, при вырубке - пуансон по матрице (матрица определяет размер штампуемого элемента и является основной). При этом исполнительные размеры основной детали (Lм или Lп) определяется по таблице, а сопрягаемой - подгоняются по основной с зазором z и допуском на зазор ∆z.Пробивка отверстия при раздельном изготовлении пуансона и матрицы, т.е. они, обрабатываются до окончательных размеров без взаимного согласования. Их исполнительные размеры, в таком случае, рассчитываются по формулам:,(3.1), (3.2)где - соответственно размеры пуансона и матрицы; - номинальный размер штампуемого элемента; - припуск на износ матрицы и пуансона;- величина двустороннего зазора между матрицей и пуансоном; - допуски размеров пуансона и матрицы, - абсолютные значения полей допусков.Рисунок 3.3 – Схема размеров и полей допусков штампуемой детали и рабочих деталей штампа при их раздельном изготовленииПодбираем двусторонний зазор между матрицей и пунсоном при штамповке металлов в штампах с металлическими рабочими деталями[1,стр.67].Для Н12 и h12 припуск на износ ,,, Подбираем поля допусков, так чтобы выполнялось условие:,,Подбор матрицы.Форма матрицы определяется формой и размерами штампуемой детали. Размеры матрицы определяют исходя из размеров рабочей зоны. Для данной детали размер рабочей зоны диаметром 240мм. Выберем матрицу с габаритными размерами 160х Ø245мм.Толщину матрицы Hm определяем из эмпирической зависимости[1]:,(3.3)гдеS - толщина штампуемого материала; - длина и ширина рабочей зоны матрицы; - коэффициент, зависящий от материала.S = 2 мм,= 160 мм,= 240 мм, для стали 30ХГСА при =1100 МПа =1,3.56.94ммПроверим достаточность толщины матрицы по формуле:,ГдеР - суммарное усилие в кН; Р = 785 кН.42,8 ммСледовательно, выбранная в дальнейшем матрица должна иметь толщину более 43 мм. Возьмем из стандартного ряда значений толщин матриц толщину матрицы Нм = 45 мм.Зная габаритные размеры матрицы, можем определить размеры винтов и штифтов для ее крепления(c.77): винт – М12, толкатели – 8мм.Выбираем форму и соотношение размеров отверстий в матрице для вырубки и пробивки:При толщине заготовки S=2,0 мм, высота пояска h=16,2мм.Подвижный съемник, предназначенный только для съема готовой детали, выполняется с отверстием, повторяющим контур соответствующего пуансона с зазором : при S=2,0 мм и =942МПа =2мм.Высота съемника ммВысоту направляющей планки и высоту грибкового упора определяем в зависимости от толщины материала S=2,0 мм и длины направляющих планок: .3.2.3. Расчёты элементов штампа на прочность и жесткостьМатрица и пуансон являются основными конструктивными элементами штампа. Они определяют работоспособность, надежность и долговечность штампа.3.2.3.1. Расчет пуансонаРасчет опорной поверхности головки пуансона на сжатие.Пробивной пуансон.Принимаем пуансон по ГОСТ 16625-80 и считаем,что он работает без дополнительных направляющих устройств.Вначале определяют коэффициент , зависящий от условной гибкости пунсона и учитывающий возможную потерю устойчивости пуансона. Для пунсонов некруглого сечения этот коэффициент зависит от параметра:,(3.4)гдеплощадь сечения рабочей части пуансона,;минимальный осевой момент инерции поперечного сечения рабочей части пуансона,.- длина рабочей части пуансона,мм.hп=65ммТогда == 20Учитывая это значение получаем где Р - технологическое усилие, воспринимаемое проверяемым пуансоном, Н. - площадь контакта рабочего торца пуансона со штампуемым материалом, .Тогда: Вырубной пуансон: ,Гдеплощадь сечения рабочей части пуансона,;минимальный осевой момент инерции поперечного сечения рабочей части пуансона,- длина рабочей части пуансона,мм..hп=38ммУчитывая это значение получаем 3.2.3.2. Расчет опорной поверхности головки пуансона на смятиеРасчет проводят по формуле:(3.5)где: Р-усилие, воспринимаемое пуансоном;Fгол- площадь опорной поверхности головки.Пробивной пуансон: Вырубной пуансон:: Так как >100 МПа, то между верхней плитой и пуансонодержателем ставим каленую плиту.Осуществляем компоновку общего вида штампа с указанием посадок и составлением спецификаций, деталировка основных рабочих деталей штампа, выбор их материала и твёрдости.ЗАКЛЮЧЕНИЕВ первой главебыли описали свойства материаласталь 08Ю по ГОСТ 9045-93используемого для изготовления детали №5, который применили в данной работе.Во второй части по заданному чертежу детали «№5» была разработана технологияпроизводства из листового проката. Рассчитали размеры заготовки. Выбрали размеры листа, рассчитали раскрой и коэффициент использования металла. Выбрали параметры резки листа с расчетом усилия и выбором оборудования.Технологический процесс штамповки состоит из четырех операций формовки, калибровки и обрезки фланца. Штамповку осуществляем на кривошипном прессе КД 23-80. Рассчитаны конструктивные параметры инструментов, выбрано оборудование.СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫГОСТ 1050-2013 Металлопродукция из нелегированных конструкционных качественных и специальных сталей. Общие технические условия.ГОСТ 19904-90 Прокат листовой холоднокатаный. Сортамент.ГОСТ 9545-93 Прокат тонколистовой из низкоуглеродистой качественной стали для холодной штамповки. Технические условия.Конструирование штампов листовой штамповки. РТМ 37.002.0241-77.Романовский В.П., Справочник по холодной штамповке, Машиностроение, Ленинград, 1979г.Зубцов М.Е., Листовая штамповка, Машиностроение, Ленинград, 1980г.Попова Е.А., Основы теории листовой штамповки, Машиностроение, Москва 1977г.