Технология изготовления листоштамповочной детали
Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Ижевский государственный технический университет»
Кафедра «Машины и технология обработки металлов
давлением»
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
к курсовому проекту
по «Технологии листовой штамповки»
Выполнил:
студент гр.821
Загребин А. А.
Проверил:
Дресвянников Д.Г.
Ижевск, 2006.
Содержание
1. Задание на курсовой
проект. 3
2. Расчет процесса
отбортовки. 4
2.1. Расчет процесса
отбортовки отверстия. 4
2.2. Расчет процесса
отбортовки с прижимом.. 5
2.3.
Расчет усилий отбортовки и прижима. 6
3. Расчет процесса
вытяжки. 6
3.1. Расчет развертки
фланца. 6
3.2.
Расчет процесса вытяжки с утонением.. 7
3.3.
Определение размеров исходной заготовки для вытяжки. 7
3.4.
Расчет вытяжных переходов. 8
3.5.
Операционные размеры полых полуфабрикатов. 9
3.6.
Расчет усилий вытяжки и прижима по переходам.. 11
3.7.
Расчет исполнительных размеров пуансонов и матриц. 11
4. Расчет усилий. 12
5. Определение типа
раскроя и ширины полосы.. 12
6. Расчет экономичности. 13
7. Расчет пружин
съемника. 13
8. Выбор прессового
оборудования. 14
9. Литература. 15
Рассчитать
технологию изготовления листоштамповочной детали типа «фланец» по следующим
данным:
Материал: Сплав Д16А-М;
Диаметр: d1=64 мм; d2=32 мм;
Высота: h1=64 мм; h2=15 мм;
Радиус закругления: r1=3 мм; r2=4 мм;
Толщина: S1=0,4 мм; S0=0,8 мм;
Отбортовка
отверстий представляет собой образование бортов вокруг предварительно пробитого
отверстия или по краю полых деталей.
При отбортовке с
прижимом краевой части заготовки допустимый коэффициент отбортовки будет определяться по
формуле:
Коэффициент отбортовки определяют
методом последовательных приближений. Расчеты проводят до тех пор, пока
коэффициенты и диаметры отверстий последовательных приближений не будут
изменяться.
При этом в качестве
исходного диаметра берут средний диаметр отверстии после отбортовки , который определяют по
формуле:
.
Коэффициент отбортовки первого приближения будет равным:
,
а диаметр отверстия первого приближения определяется по формуле:
Второе приближение:
Третье приближение:
Четвертое приближение:
Т.к. коэффициенты и диаметры
отверстий последовательных приближений практически не изменяются, то примем
Тогда рабочий коэффициент
отбортовки определится
по формуле:
,
получаем .
Наибольшая высота отбортовки определиться по формуле:
,
где - радиус донной части полой заготовки.
Высота детали , полученная
предварительной вытяжкой, определяется по формуле:
,
Для того, чтобы
осуществить прижим только краевой наиболее опасной части заготовки, учесть ее
утонение в процессе деформации, угол конуса пуансонов должен отличатся от углов
конической полости выталкивателей. Расчет можно выполнить по формуле:
,
где - угол конуса пуансона;
- угол конической полости выталкивателя.
При отбортовке для большинства
металлов берут
большим или равным 1200. ,
тогда .
Усилие отбортовки без утонения определяют по
формуле:
,
где - предел прочности на растяжение;
- коэффициент, который выбирают для
тобортовки с прижимом;
.
Усилие прижима определяют по формуле:
,
3.1.
Расчет развертки фланца
Односторонний
припуск П1 на обрезку деталей с широким фланцем определяется по
формуле:
;
Разбиваем поверхность фланца на
элементарные площадки и определяем их значение.
Поскольку толщина стенки ступени
диаметром d1=64 мм S1=0,4 мм меньше, чем толщина заготовки S2=0,8 мм, то нужно применить вытяжку с принудительным утонением стенки
детали.
Количество операций n для получения заданной толщины производят по формуле
,
где Sn=0,4 мм
– толщина стенки после утонения;
S0=0,8
мм – толщина стенки до утонения;
число операций вытяжки n=2.
Рабочий коэффициент утонения равен:
Толщина стенки после утонения:
- на первом переходе: мм;
- на втором переходе: мм;
Высота полуфабриката hо, необходимая для получения заданной высоты
заготовки находится по формуле:
,
Диаметр заготовки
определяют по формуле:
,
где - сумма всех площадей поверхностей
элементарных участков, образующей тела вращения.
Площади
поверхностей элементарных участков определяются по формулам:
1.
2.
3.
4.
5.
Тогда диметр
заготовки будет равен:
Суммарный
коэффициент вытяжки вычисляем
по формуле:
,
.
Допустимый коэффициент вытяжки на
первом переходе определяют
по формуле:
;
.
Т.к. >, то необходим второй переход
вытяжки.
Допустимый
коэффициент вытяжки на втором переходе определяют по формуле:
;
.
Т.к. >, то необходим третий
переход вытяжки.
Допустимый
коэффициент вытяжки на третьем переходе определяют по формуле:
;
.
Для равномерного
распределения степени деформации по переходам нужно провести корректировку
коэффициентов вытяжки и определить рабочие коэффициенты первой , второй и третьей вытяжек.
Коэффициент корректировки N
определяется из соотношения:
;
.
Рабочие коэффициенты вытяжки
определяют из уравнений:
на первом переходе: ;
.
на втором переходе: ;
.
на третьем переходе:;
.
Диаметры полуфабриката по
переходам определяют по формулам:
на первом переходе: ;
на втором переходе:
на третьем переходе:
Радиусы закругления
матриц определяют,
начиная с последнего перехода, по формуле:
,
Радиусы предыдущих переходов
определят по формуле:
на втором переходе:
на втором переходе:
на первом переходе:
Радиусы закругления пуансона:
Определяем высоты детали по
переходам.
Уравнение баланса
запишем в виде:
Площадь исходной заготовки равна:
Площади элементов определяем по следующим
формулам:
1.
2.
3.
4.
5.
Первый переход
1.
2.
3.
4.
5.
Тогда из уравнения баланса получим:
Полная высота детали на первом переходе будет
равна:
Второй переход
1.
2.
3.
4.
5.
Тогда из уравнения баланса получим:
Полная высота детали на втором переходе будет
равна:
Третий переход
1.
2.
3.
5.
Тогда из уравнения баланса получим:
Полная высота детали на третьем переходе будет
равна:
Для инженерных расчетов усилие вытяжки можно
определить по формуле:
,
где - диаметр детали на n – переходе;
- коэффициент вытяжки на n – переходе.
Усилие прижима первого перехода вытяжки
определяется по формуле:
,
а на последующих переходах по формуле:
Первый переход
Второй переход
Третий переход
Исполнительные
размеры пуансонов и матриц на последней операции подсчитываются по формулам:
- при допуске на наружный размер детали, ее
минимальный размер придают матрице
а зазор берут за счет пуансона
,
где dм и dп –
исполнительные размеры соответственно матрицы и пуансона;
dн – наружный размер детали;
- допуск на размер детали;
и - соответственно допуски на изготовление
матрицы и пуансона;
z – односторонний
зазор между пуансоном и матрицей.
- для пробивки заготовки:
- для вытяжки
Усилие вырубки определим
по формуле:
,
где - сопротивление срезу;
- диаметр вырубаемой заготовки.
Усилие съема определим
по формуле:
,
где - коэффициент, определяемый в зависимости от
типа штампа и толщины материала.
.
Усилие пробивки отверстия определим по формуле:
,
где - предел прочности на растяжение.
.
Для вырубки данной заготовки
применим прямой тип раскроя с отходами, он используется для деталей простой
геометрической формы.
Номинальная ширина
полосы с боковым прижимом определяется по формуле:
,
где - размер вырезаемой детали;
=1,2 мм – величина боковой перемычки;
=1,2 мм – односторонний (минусовой) допуск на
ширину полосы.
мм.
Принимаем ширину полосы
мм.
Просвет между направляющими штампа
определяется по формуле:
,
мм.
1. Коэффициент
использования материала определяется по формуле:
,
где - площадь поверхности детали;
;
- количество фактических деталей;
- длина листа;
2.Коэффициент раскроя определяется
по формуле:
,
где - количество рядов раскроя;
- шаг раскроя.
Усилие
предварительного поджатия принимают равным половине максимального
усилия сжатия пружин .
Таким образом, усилие
предварительного поджатия пружин должно быть равно усилию съема:
,
где m – количество
пружин.
Максимальное усилие пружины можно
определить по формуле:
,
где m – количество
пружин.
Таким образом, кгс.
По справочнику для данного усилия
выбираем пружину сжатия №103.
Диаметр проволоки d=5 мм;
Наружный диаметр пружин D=32 мм;
Наибольший прогиб одного витка f=4,409 мм;
Количество витков пружины можно
определить по формуле:
,
где - максимальный прогиб одного витка;
- рабочий ход штампа.
Длина пружины в свободном
состоянии определяется по формуле:
,
где - диаметр проволоки пружины.
мм.
А длина пружины, установленной в
штампе с предварительным поджатием определяется по формуле:
мм.
При выборе прессового оборудования
опираются на:
- Тип пресса и величина хода должны
соответствовать типу технологической операции.
- Номинальное усилие пресса должно быть больше
усилия, необходимого для штамповки.
- Мощность пресса должна быть достаточной.
- Жесткость должна быть максимальная.
- Закрытая высота пресса должна
соответствовать или быть больше закрытой высоты штампа.
- Габаритный размер стола и ползуна пресса
должны давать возможность установки и крепления штампов, а также подачу
заготовок.
- Число ходов пресса должно обеспечивать
достаточно высокую производительность штамповки.
- По необходимости должны быть специальные
устройства: буфер, выталкиватель, механизм подачи и др.
- Удобство и безопасность обслуживания пресса
должны соответствовать требованиям техники безопасности.
- Расчеты при проектировании технологии
листовой штамповки: методические указания к выполнению практических
занятий и курсового проекта по курсу «Технология листовой штамповки» для
студентов РТ факультета специальности 1204.-Ижевск: Изд-во ИжГТУ, 2002.
- Романовский В.П. Справочник по холодной
штамповке.-6-е изд., перераб. и доп.-Л.:Машиностроение, Ленингр. отд-ние,
1979.
- Анурьев В.И. Справочник
конструктора-машиностроителя: В 3-х т. Т.1,3. – 7-е изд., перераб. и
доп.-М.:Машиностроение,1992.
- Справочник по оборудованию для листовой
штамповки / Л.И.Рудман, А.И.Зайчук, В.Л. Марченко и др.; под общ.ред.
Л.И.Рудмана. – К.:Техника,1989.