Автор работы: Пользователь скрыл имя, 09 Ноября 2015 в 21:12, курсовая работа
Холодная листовая штамповка является одним из наиболее прогрессивных технологических методов производства; она имеет ряд преимуществ перед другими видами обработки металлов, как в техническом, так и в экономическом отношении.
В техническом отношении холодная штамповка позволяет:
получить деталь весьма сложных форм, изготовление которых другими методами обработки или невозможно или затруднительно;
создать прочные и жесткие, но легкие по массе конструкции деталей при небольшом расходе материала;
получить взаимозаменяемые детали с достаточно высокой точностью размеров, преимущественно без последующей механической обработки.
В соответствии с рекомендациями [1] принимаем следующие значения коэффициентов вытяжки:
m1=0,53-0,57;
m2=0,74-0,76;
m3=0,76-0,78.
Соответственно определим диаметры заготовок по переходам:
.
Так как при вытяжке данной заготовки за один переход можно получить изделие диаметром 54,07 мм, а требуется 31.3, то недостаточно одного перехода для изготовления изделия. Тогда используем три перехода после которых получаемый диаметр равен 30,4 мм.
Многообразие факторов, влияющих на значение коэффициентов вытяжки, приводит к необходимости их уточнения опытным путем почти в каждом случае освоения штамповки новой детали.
В процессе вырубки листового металла возникает сложное неоднородное силовое поле, сконцентрированное вблизи режущих кромок пуансона и матрицы.
Пуансон обычно вдавливается в листовую заготовку не по всей торцовой поверхности, а лишь по кольцевому (или иной формы) пояску. Такое же вдавливание происходит и со стороны матрицы. Давление пуансона и матрицы по ширине пояска распределено неравномерно.
Таким образом, при вырубке — пробивке возникает пара сил, создающих круговой (пространственный) изгибающий момент, под действием которого относительно тонкая заготовка изгибается и выпучивается. В результате изгиба заготовки возникает давление металла на наружную поверхность пуансона и распирающее давление на кромки матрицы. Кроме нормальных сил на поверхность заготовки действуют касательные усилия, созданные силами трения.
Ввиду сложности и неоднородности силового поля при вырубке — пробивке в технологических расчетах применяется условная технологическая величина — сопротивление срезу.
Однако глубина вдавливания не является постоянной, так как зависит также от зазора и скорости вырубки, что затрудняет практическое применение этой величины.
Как показали исследования, сопротивление срезу зависит не только от механических свойств металла и степени предварительного наклепа, но также от относительной толщины вырубки, зазора и скорости процесса резания.
Выявленная зависимость относительной толщины детали S/d объясняется значительным увеличением жесткости вырубаемых деталей при увеличении отношения S/d, в результате: чего резко возрастают удельные распирающие усилия, следовательно, повышается сопротивление металла разделению.
Полное усилие вырубки обычно учитывает поправку на неоднородность материала и затупление режущих кромок введением поправочного коэффициента k=1,2. В случае применения пружинного, резинового или пневматического съемника, прижима или выталкивателя к расчетному усилию вырубки прибавляют усилие сжатия буферов или пружин.
Для большинства случаев вырубки деталей крупных и средних размеров вследствие малой жесткости их влияние относительной толщины на сравнительно невелико. Поэтому в указанных случаях практически можно пользоваться приближенной средней величиной .
Усилие пресса обычно берется значительно больше расчетного усилия вырубки для увеличения запаса жесткости и повышения надежности и долговечности пресса и штампа. Следовательно, полное усилие вырубки зависит от усилия снятия полосы с пуансона и от
усилия, необходимого для проталкивания детали через матрицу.
Вытяжка происходит за счет пластической деформации, сопровождаемой смещением значительного объема металла в высоту. При большой степени деформации, что соответствует глубокой вытяжке, и при небольшой толщине материала смещенный объем является причиной образования гофров (волн) на деформируемой заготовке. При малой степени деформации и при относительно большой толщине материала гофрообразования не происходит, так как в этом случае смещенный объем металла невелик, а заготовка устойчива.
Для предотвращения образования гофров
и складок при вытяжке применяется прижим
заготовки складкодержателем.
Вытяжкой изготовляется большое количество полых деталей самой разнообразной формы, отличающихся друг от друга как очертанием в плане, так и формой боковых стенок.
По геометрической форме все полые детали могут быть разделены на три группы:
1) осимметричной формы (тела вращения);
2) коробчатой формы;
3) сложной несимметричной формы.
Каждая из групп подразделяется на несколько разновидностей. Например, тела вращения по форме образующей могут быть цилиндрическими, коническими, криволинейными, ступенчатыми, выпукло-вогнутыми. Построение технологического процесса и технологические расчеты для них различны.
Установлено, что процесс глубокой вытяжки с прижимом начинается не с пластической деформации фланца заготовки, а с предшествующей ей начальной стадии процесса, заключающейся в местной пластической деформации кольцевой не зажатой части заготовки.
Расчётное усилие вырубки:
где, - периметр вырубаемого контура;
- толщина материала;
Расчётное усилие вырубки:
Усилие снятия ленты с пуансона:
где, – коэффициент, зависящий от штампуемого материала, 0.02-0.06;
Работа деформации необходимая для выполнения операции:
,
где, - усреднённое усилие штамповки, кН. Составляет 60-65% от усилия вырубки .
- рабочий ход пуансона при выполнении разделительной операции, мм.
Усилие вытяжки:
где, = 0.93 - поправочный коэффициент, зависящий от коэффициента вытяжки;
d – диаметр детали по средней линии в мм;
- толщина материала;
= 135 МПа - предел прочности при растяжении;
Усилие вытяжки для первой операции:
Работа деформации необходимая для выполнения операции:
где, - усреднённое усилие штамповки, кН. Составляет 60-65% от усилия вытяжки ;
- рабочий ход пуансона при выполнении операции вытяжки, мм;
Усилие вытяжки для второй операции:
= 0.50
Усилие вытяжки для третьей операции:
= 0,40
Общие усилие в штампе для вырубки и вытяжки:
Общие усилие в штампе для первой операции вырубки и вытяжки:
=12758,16 Н.
Штамп – это инструмент для обработки давлением, под действием которого заготовка или деталь приобретает форму или размеры, соответствующие поверхности или контуру одной или обеих его рабочих частей.
Классификация основных видов штампов для листовой штамповки – ГОСТ 15830 – 84 “Обработка металлов давлением. Штампы. Термины и определения”.
Ι По технологическому признаку:
1 – штамп простого действия - штамп для выполнения одной или нескольких одноименных технологических операций на одной позиции за один ход подвижной части штампа.
2 – штамп последовательного действия – штамп для выполнения нескольких технологических операций или технологических переходов на нескольких позициях за соответствующее число ходов подвижной части штампа.
3 – штамп совмещенного действия – штамп для выполнения разноименных технологических операций или технологических переходов на одной позиции за один ход подвижной части штампа.
ΙΙ По универсальности:
1 – штамп специальный – штамп для изготовления только конкретных деталей (изделий) со своим блоком и полной комплектацией, необходимой для ведения заданного процесса.
2 – штамп универсальный штамп, предназначенный для изготовления заранее неизвестных деталей (переналаживаемые штампы).
ΙΙΙ По особенностям сборки:
1 – неразборный штамп – собираемый из узлов и деталей, используемых только в данном штампе.
2 – штамп со сменными рабочими элементами – штамп, в котором предусмотрена замена пуансона и матрицы.
3 – штамп со сменным сборным пакетом - штамп, в котором предусмотрена замена пакета.
4 – сборный штамп – штамп, собираемый из узлов и деталей, многократно используемых в различных штампах.
ΙV По рядности:
1 – для однорядной штамповки.
2 – для многорядной штамповки.
Типовые детали штампов делятся на 2 основные группы:
Ι Детали технологического назначения – детали, которые во время производимой операции находятся во взаимодействии с обрабатываемым материалом или изделием и непосредственно участвуют в выполнении этой операции – они состоят из следующих групп:
1 – рабочие детали штампа – непосредственно выполняют необходимую штамповочную операцию (матрицы, пуансоны, ножи или пуансон - матрицы).
2 – фиксирующие детали – предназначены для точной установки штампуемого материала или заготовки во время выполнения операции штамповки (упоры, ловители, фиксаторы, боковые прижимы, направляющие планки и лотки).
3 – прижимающие и удаляющие – предназначены для удержания материала или заготовок во время выполнения операции или съема и удаления отштампованного изделия после операции (прижимы, складкодержатели, перетяжные ребра, выталкиватели, съемники, сбрасыватели и т. д.).
ΙΙ Детали конструктивного назначения– имеют в конструкции штампа монтажно-сборочное назначение.
1 – держащие опорные детали – для монтажа технологических деталей и передачи рабочего давления ( детали блока: плиты, пуансоно- и матрицедержатели, плиты подкладные и т. д.).
2 – направляющие детали штампа – предназначены для направления движения верхней части штампа или пуансона относительно нижней во время штамповки (направляющие колонки и втулки и т. д.).
3 – крепежные детали – предназначены для крепления деталей штампа между собой или крепления штампа на столе пресса (винты, штифты, пружины, скобы, зажимы и др.).
Основными узлами штампа являются комплекты верхних и нижних оснований с направляющими устройствами, так называемые блоки (комплекта деталей конструктивного назначения и нескольких узлов из деталей технологического назначения) и пакеты (верхние и нижние комплекты штампов с пуансонодержателями, заготовками матриц и съемниками обычно без специальных устройств или направлением пуансона по плите съемника).