123916 (Проектирование участка мелкой листовой штамповки), страница 5

2.6 Расчет штучной нормы времени

Технически обоснованной штучной нормой времени называется время, необходимое для выполнения данной работы при правильной ее организации и наиболее рациональном использовании оборудования с учетом последних достижений науки и техники. Технические нормы времени не являются стабильными и предельными, а изменяются с усовершенствованием технологических средств и методов производства.

При техническом нормировании определяют норму штучного времени , необходимого для изготовления одной детали (выполнения одной операции).

Расчет нормы штучного времени для штамповки с ручной подачей заготовок можно определить по формуле (2.9) /2/:

, (2.9)

где - число единичных ходов пресса,

- коэффициент, показывающий отношение дополнительного времени к оперативному (для прессов усилием до 1 МН).

Норма штучного времени на один переход составляет 0.045мин. Норма времени на изготовлении одной готовой детали за пять переходов будет в пять раз больше.

2.7 Выводы

Полный технологический процесс изготовления детали «Крышка масляного фильтра» состоит из 5-ти переходов. На первом переходе осуществляется вырубка заготовки (рис.2.1), на втором и третьем переходах осуществляется формовка (рис.2.3 и рис.2.4), на четвертом переходе осуществляется обрезка детали и пробивка 8-ми отверстий (рис.2.5), на последнем переходе осуществляется окончательная формовка и отбортовка внешнего края детали под последующую завальцовку (рис.2.6). Штамповка осуществляется без использования каких-либо средств автоматизации, заготовкой на первой операции является полоса, на последующих операциях – штучная заготовка. Коэффициент использования материла довольно низок и составляет 67.5%. Максимальное усилие штамповки на наиболее тяжелом переходе составляет 0.3МН. В качестве оборудования для изготовления данной детали предлагается использовать универсальные кривошипные листоштамповочные пресса ЗИЛ 80 усилием 0.8МН. В этом случае, норм штучного времени на изготовление одной полностью готовой детали составит 0.225 мин. При использовании 5-ти прессов для изготовления годовой программы выпуска необходимо 200 ч. или 28 рабочих дней.

3. КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ

3.1 Выбор типа и технологической схемы штампа

Штампы для холодной листовой штамповки могут быть классифицированы по 3-м признакам: технологическому (роду и совмещённости операций); конструкционному (способу направления верхней и нижней плит); эксплуатационному (способу подачи заготовки и удаления деталей и отходов).

По технологическому признаку штампы разделяются на типовые группы по роду выполняемых операций, например вырубные, гибочные, вытяжные и т.д.

По совмещённости операций штампы разделяются на простые (однооперационные) и комбинированные (многооперационные), выполняющие одновременно несколько операций. Однооперационные штампы следует применять лишь в мелкосерийном производстве или в случае невозможности технологического объединения операций. Комбинированные штампы подразделяются по характеру совмещения операций (переходов) во времени на:

1. Штампы последовательного действия, в которых изготовление детали производится за несколько переходов различными пуансонами, при последовательном перемещении заготовки;

2. Штампы совмещённого действия, в которых изготовление детали производится за один ход пресса концентрированно расположенными пуансонами при неизменном положении заготовки;

3. Штампы последовательно-совмещённого действия, в которых изготовление детали производится путём сочетания последовательной и совмещённой штамповки.

По конструктивному признаку штампы разделяются на две группы: штампы без направления и штампы с направляющими устройствами. Подразделение по способу направления относится к технологически различным типам штампов: вырубным, вытяжным, гибочным, а также комбинированным. Количество отдельных пуансонов может быть различно в зависимости от конструкции и технологии изготовления детали. Штампы без направляющих более просты в изготовлении и имеют малые массу и габаритные размеры, но не удобны при установке, не безопасны в эксплуатации и обладают невысокой стойкостью. Штампы без направляющих применяются только в мелкосерийном и опытном производстве. Штампы с направляющими просты и надёжны в эксплуатации, удобны при установке, обладают повышенной стойкостью, но более сложны в изготовлении. Применяются в серийном, крупносерийном и массовом производстве. Наибольшее распространение получили штампы с направляющими колонками, которые в большинстве случаев снабжаются неподвижным или подвижным съёмником.

По эксплуатационному признаку, определяемому способами и приёмами работ, штампы различаются: по способу подачи и установки заготовок; по способу удаления деталей; по способу удаления отходов.

По способу подачи и установки заготовок различают штампы с ручной подачей и штампы с автоматической подачей, являющейся принадлежностью штампа или пресса. Штампы с ручной подачей отличаются один от другого лишь конструкцией применяемого упора или фиксатора, а штампы с автоматической подачей различаются по типу подачи ленты или штучных заготовок.

По способу удаления деталей различают следующие типы штампов: с провалом через отверстие матрицы; с обратной вставкой в ленту и удаление вместе с ней; с обратным выталкиванием на поверхность штампа и ручным удалением; с обратным выталкиванием и автоматическим удалением. Обратное выталкивание осуществляется от пружин выбрасывателя или выталкивателя, от буфера или от пресса. Эти различия по способу удаления деталей одновременно являются и конструктивными, т.к. в значительной степени определяют конструкцию штампов.

Исходя из приведенной выше классификации, выбираем следующие типы и технологические схемы штампов:

1-я операция. Комбинированный штамп (компаунд) совмещенного действия, с направляющими колонками, с ручной подачей заготовки (полосы), с обратным выталкиванием детали на поверхность штампа и ручным удалением, с удалением отхода на провал.

2-я операция. Формовочный штамп простого действия, с направляющими колонками, с ручной подачей штучной заготовки (пинцетом), с обратным выталкиванием детали на поверхность штампа и ручным удалением.

3-я операция. Формовочный штамп простого действия, с направляющими колонками, с ручной подачей штучной заготовки (пинцетом), с обратным выталкиванием детали на поверхность штампа и ручным удалением.

4-я операция. Комбинированный штамп совмещенного действия, с направляющими колонками, с ручной подачей штучной заготовки (пинцетом), с обратным выталкиванием детали на поверхность штампа и ручным удалением, с удалением отхода частично на провал, частично со съемом отхода с пуансона на поверхность штампа и последующим удалением вручную.

5-я операция. Комбинированный штамп совмещенного действия, с направляющими колонками, с ручной подачей штучной заготовки (пинцетом), с обратным выталкиванием детали на поверхность штампа и ручным удалением.

3.2 Описание конструкции штампов

Чертежи штампов представлены на листах №3 - №7 графической части дипломного проекта.

Комбинированный штамп совмещенного действия для первой операции представлен на рис.3.1.

Рис.3.1. Чертеж штампа для первой операции.

Исходной заготовкой является полоса 130×1000мм толщиной 0.7мм. На данной операции из полосы вырубается круг диаметром 125мм, в котором пробивается отверстие диаметром 22мм. Полос подается в штамп справа-налево до упора 5, после чего одновременно пуансоном 4 пробивается отверстие диаметром 22мм, а пуансоном 3 вырубается круг диаметром 125мм. При ходе ползуна пресса вверх заготовка выталкивается из матрицы на поверхность штампа выталкивателем 7, работающим от толкателя пресса через промежуточный толкатель 18 и траверсу 13.

Формовочный штамп простого действия для второй операции представлен на рис.3.2. Заготовка укладывается на прижим 4, фиксация и центрирование осуществляется с помощью фиксатора 11. При ходе ползуна пресса вниз, заготовка вначале зажимается между нижним прижимом 4 и верхним 6, после чего происходит дальнейшее сближении половин штампа и окончательная формовка заготовки. При ходе верхней половины штампа вверх деталь выталкивается из формовочной матрицы 8 с помощью выталкивателя 6, работающего от пружины 10. Окончательно деталь остается висеть на прижиме 4, что облегчает ее удаление.

Формовочный штамп простого действия для третьей операции представлен на рис.3.3. Заготовка укладывается на прижим 5, фиксация и центрирование осуществляется с помощью фиксатора 15. При ходе ползуна пресса вниз, заготовка вначале зажимается между нижним прижимом 5 и верхним 6, после чего происходит дальнейшее сближении половин штампа и окончательная формовка заготовки. При ходе верхней половины штампа вверх, деталь снимается с прижима 6 отлипателем 14, работающего от пружины 11. Окончательно деталь остается висеть на прижиме 5, что облегчает ее удаление.

Рис.3.2. Чертеж штампа для второй операции.

Рис.3.3. Чертеж штампа для третьей операции.

Комбинированный штамп совмещенного действия для четвертой операции представлен на рис.3.4. На этой операции происходит обрезка детали по контуру на диаметр 110.4 мм, а также пробивка 8-ми отверстий диаметром 3 мм. Заготовка укладывается на пуансон-матрицу 4, фиксация и центрирование осуществляется с помощью фиксатора 5. При ходе ползуна пресса вниз, заготовка вначале зажимается между нижней матрицей 4и верхним прижимом 6, после чего происходит дальнейшее сближении половин штампа, пробивка отверстий с одновременной вырубкой по контуру. При ходе верхней половины штампа вверх, деталь выталкивается из матрицы выталкивателем 6 на поверхность штампа, отход в виде кольцевого ободка снимается с пуансона 4 съемником 21, а отход от пробивки отверстий удаляется на провал.

Рис.3.4. Чертеж штампа для четвертой операции.

Комбинированный штамп совмещенного действия для пятой операции представлен на рис.3.5. На этой операции происходит формовка центральной части детали, а также отбортовка краев детали для последующей завальцовки при сборке. Заготовка укладывается на прижим 4, фиксация и центрирование осуществляется с помощью фиксатора 15. При ходе ползуна пресса вниз, вначале формуется центральная часть заготовки между прижимами 4 и 6, затем при дальнейшем ходе пуансона происходит отбортовка края детали вокруг пуансона 5. При ходе верхней половины штампа вверх, деталь выталкивается из матрицы выталкивателем 6, а с выталкивателя 6 снимается съемником 14 и падает на поверхность штампа, откуда удаляется пинцетом.

Рис.3.5. Чертеж штампа для пятой операции.

3.3 Выбор материала и термообработки основных деталей штампов

Рабочие детали штампов подвергаются ударной нагрузке с сильной концентрацией напряжений на рабочих кромках или на рабочей поверхности. Поэтому к материалу пуансонов и матриц предъявляются требования высокой или повышенной твердости и износостойкости при наличии достаточной вязкости. Материал должен хорошо сопротивляться износу от трения, должен сохранять острые режущие кромки без разрушения и затупления в течение как можно большего времени. Материал должен быть дешевым и не дефицитным. В зависимости от локальной фактической нагрузки режущих кромок пуансонов и матриц (в зависимости от отношения s/d, т.е. толщины заготовки к диаметру пробиваемого отверстия), согласно рекомендациям /3/ можно использовать следующие марки сталей:

1. Углеродистые инструментальные стали небольшой прокаливаемости (диаметром до 25 мм) У8А, У10А, У8, У10;

2. Легированные стали повышенной прокаливаемости (диаметром до 45 мм) Х09 (ШХ9), 9Х, 9ХС, ХВГ, 9ХВГ;

3. Высокохромистые стали (диаметром до 80 мм) Х12Ф1, Х12Ф, Х12М, Х12ТФ, Х12М;

4. Легированные стали повышенной вязкости 4ХС, 6ХС, 5ХВ2С, 5ХВГ.

При выборе материала для вырубки деталей простой конфигурации из материала толщиной 2 мм рекомендуется применять для пуансонов и матриц стали Х12МФ либо У10А.

Применительно к разработанным конструкциям штампов выбираем следующие марки стали:

Вырубные и пробивные пуансоны: Х12M либо У10А, HRCэ 55...59;

Вырубные и пробивные матрицы: Х12M либо У10А, HRCэ 57...63;

Формовочные пуансоны и матрицы, включая совмещенные с прижимами: У10А, HRCэ 57...61;

Плиты: Сталь 35Л либо СЧ20 либо Ст.3;

Державки: Сталь 45, HRCэ 42...46, либо без закалки;