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:

L_м = (L - )^+м; L_п = (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

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

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

2) Размер 284_-0,8   = 0,8

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

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

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

L_м = (L + Z)^+м; L_п = L_-п (3. 27), (3. 28)

1) Размер 460^+0.8   = 0,8

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

L_п = 460_-0,09 мм

2) Размер 15^+0.8   = 0,8

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

L_п = 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

L_п = L_-п (3. 29)

Матрица пригоняется к пуанону с требуемым размером

Z = 1,65 мм

R_п = 450_-0,09

R_м = (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.

1. Наименьшие радиусы пробиваемых отверстий должны быть не менее S, то есть 1,5 мм.

2. 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.

1. 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):

D_д = 1,13 , (3. 33)

где F_p – сумма расчетных площадей вытянутой детали;

 - коэффициент увеличения поверхности,  = 1

D_д = 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):

к_р = (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

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

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

к_и = , (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

к_и = = 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):

Р_ср = 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;

Р_ср = 1116,58  1,5  7 = 11724,1 кгс

Полное усилие вырубки составляет

Р = 1,3 Р_ср = 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:

3.3.4.2. Усилие для вытяжки.

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

Р_в =  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

Р_в =   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:

3.3.4.3. Усилие для пробивки отверстия.

Усилие пробивки отверстия диаметром 60 мм:

Р_ср = L S _ср =   60  1,5  7 = 1978,2 кг (3. 40)

Полное усилие пробивки:

Р = 1,3 Р_ср = 1,3  1978,2 = 2571,66 кг (3. 41)

3.3.5. Конструирование штампов.

3.3.5.1. Штамп для вырубки.

Расчет исполнительных размеров рабочих частей пуансона и матрицы вырубного штампа (1, стр. 408):

Вырубка наружного контура размером 355,6_-1:

D_м = (D - )^+м; D_п = (D -  - Z)_-п, (3. 42), (3. 43)

где _м – допуск на изготовление матрицы, _м = 0,03 (1, стр. 409, табл. 194);

_п - допуск на изготовление пуансона, _п = 0,02 (1, стр. 409, табл. 194);

Z – величина двустороннего зазора, Z = 0,1 мм;

 - допуск на изготовление диаметра,  = 1

D_м = (355,6 – 1)^+0,03 = 354,6^+0,03 мм,

D_п = (355,6 – 1 – 0,1)_-0,02 = 354,5_-0,02 мм

3.3.5.2. Штамп для пробивки.

Пробивка отверстия диаметром 60_+0,74:

d_м = (d +  + Z )^+м; d_п = ( d –  )_-п (3. 44), (3. 45)

d_м = (60 + 0,74 + 0,1 )^+0,03 = 60,84^+0,03 мм

d_п = (60 – 0,74 )_-0,02 = 60,74_-0,02 мм

3.3.5.3. Штамп для вытяжки.

1) Расчет исполнительных размеров пуансона и матрицы с допуском по внутреннему контуру диаметр 277^+1,3:

d_м = (d + Z)^+м; d_п = d_-п, (3. 46), (3. 47)

где Z – зазор между пуансоном и матрицей (1, стр. 183), Z = S + ,

где  - верхнее отклонение допуска на величину материала, при S = 1,5 мм,  = 0,15 мм Z = 1,5 + 0,15 = 1,65 мм;

_м – допуск на изготовление матрицы, _м = 0,14;

_п - допуск на изготовление пуансона, _п = 0,09

d_м = ( 277 + 1,3)^+0,14;

d_п = 277_-0,09