Реферат Разработать технологический процесс изготовления детали в заготовительно-штамповочном производстве, маршрутная карта. Объектом разработки является деталь, изготовленная из материала материала Д16Т по ГОСТ 4784-97. Введение Высокие темпы развития машиностроения и значительное расширение механизации и автоматизации производственных процессов требуют дальнейшего совершенствования технологии обработки металлов. Холодная листовая штамповка является одним из наиболее прогрессивных технологических методов производства. В настоящее время в машиностроении методом холодной штамповки изготавливают 50÷70% деталей, в приборостроении до 75%, а в производстве товаров народного потребления до 98%. Листовая штамповка имеет ряд преимуществ перед другими видами обработки металлов, как в техническом, так и в экономическом отношении. В техническом отношении холодная штамповка позволяет: 1) получать детали весьма сложных форм, изготовление которых другими методами обработки или невозможно или затруднительно; 2) создавать прочные и жёсткие, но и лёгкие по массе конструкции деталей при небольшом расходе материала; 3) получать взаимозаменяемые детали с достаточно высокой точностью размеров, преимущественно без последующей механической обработки. Конструктивно-технологический анализ детали Деталь не имеет сложной конфигурации с узкими и длинными вырезами контура или очень узкими прорезами (b=28 мм>2S=4.0 мм). Внутренний контур состоит из круглых отверстий. Вырубка детали производится по всему контуру - сопряжения сторон наружного контура выполняется с закруглениями. Деталь не является длинной и узкой, поэтому вариант изготовления заготовки вырубкой обоснован. Отверстия в детали можно реализовать пробивкой, так как они имеют большие размеры, чем минимально возможные (d=2,6 мм>0,8=1,6 мм). Соблюдая ограничение по наименьшему расстоянию от края круглого отверстия до прямолинейного наружного контура (не менее S= 2.0). Расстояние от краев круглых отверстий до прямолинейного наружного контура составляет: с1 = с2 =с3= c4 = 1.1 Описание марки материала Химический состав сплава, из которого изготавливаются, листы Д16АТ эквивалентен Д16АТ по ГОСТ 4784-97. Д16 – термоупрочняемый сплав, который можно облагородить до или после изготовления детали. Таблица 1- Химический состав в % Д16АТ ( ГОСТ 4784-97).
1.2 Анализ вариантов технологических схем изготовления детали Основными техническими признаками, влияющими на выбор варианта технологического процесса, являются: механические свойства и толщина материала, степень сложности конфигурации детали и ее габариты, требуемая точность детали, место расположения отверстий и точность расстояния между их осями. Основным экономическим признаком, от которого зависит решение вопроса экономической целесообразности того или иного варианта, является серийность производства. Вариант технологических схем ее изготовления: -раскрой листа на полосы; -вырубка в штампе полосы заготовки с одновременной пробивкой в ней отверстий в штампе совмещенного действия; -гибка заготовки в штампе; -доводка детали вручную. -раскрой листа на полосы; -вырубка детали; -пробивка 4-х отверстий, Ø 2,6мм и Ø 20 мм. -гибка заготовки в штампе; -доводка детали вручную. -контроль. заготовка деталь пресс гибка 2. Расчет технологических параметров Определим размеры развертки детали: L = lпр + lкр где lпр –длина прямолинейных участков, мм; Lкр –длина нейтрального слоя изогнутого участка, мм. x = 0,46 –коэффициент, определяющий положение нейтрального слоя ([1],таблица16). Таким образом, ширина заготовки определится по формуле: где n-количество участков; φ-угол изогнутого участка, град; χ – коэффициент, определяющий положение нейтрального слоя [1]; S0 –толщина материала, мм. lпр1 =а1+2h – 4S-4R2 = 82+2×32-4×2,0-4×3=126 мм; lпр2 =b+h-S-2R2 = 28+32+20-2,0-2×3=56 мм. L1 = lпр + lкр =126+12,2=138 мм; L2 = lпр + lкр =56+6,1=62мм. Размеры заготовки штамповки детали: 138х62 мм. 2.1 Расчет ширины полосы материала для изготовления заготовки Принимаем для разрабатываемого процесса, что лист разрезается на полосы на гильотинных ножницах. Заготовки из полос вырубаются в штампе без бокового прижима полосы и с подачей материала в любую зону вручную. Формула для расчета ширины полосы в этом случае имеет вид: b = 2,5 мм - величина перемычки между заготовками. Δш =1,2 мм - односторонний (минусовый) допуск на ширину полосы ([1],таблица 144) . Z=1мм - гарантийный зазор между полосой и направляющими штампа. В зависимости от расположения заготовки на полосе, ширина полосы может быть следующая: В1 = 138+2× (2,5+1,2)+1,5 = 150мм. В2 = 62+2×(2,5+0,8)+1,0 = 70 мм. 2.2 Расчет шага расположения заготовок По ГОСТу выбираем листы, габаритом 1000 ×2000 мм и 1500×2000. При изготовлении деталей гибкой, необходимо, по возможности, соблюдать правило, чтобы линия сгиба не совпадала с направлением проката листа (рисунок 2). Шаг расположения заготовок на полосе составляет: t = E+a, где Е-размер вырезаемой детали ( вдоль полосы), мм; а - перемычка между вырезами мм [ 1]. t1= 62+2,5 = 64,5 мм, t2 = 138+2,5 = 140,5 мм а) б) Рисунок 2 – Расположение полос при раскрое листа; а- вертикально, б-горизонтально. Определяем количество заготовок, которое можно получить по вариантам а) и б). Таблица 1 – Количество заготовок, получаемых из листов при различных вариантах раскроя.
2.3 Расчет коэффициента использования материала Производим расчет коэффициента использования материала листов: . f- площадь вырубаемой заготовки ( без учета отверстий), мм2 m- количество заготовок из листа; Ал –ширина листа, мм; Вл –длина листа, мм. f – площадь вырубаемой заготовки ( без учета отверстий), мм2. f = 138×62-(123-45)×(62-28)=5904 мм2 Для разработки технологического процесса изготовления детали выбираем лист габаритом 1500х2000 и его раскрой по варианту а), для разработки технологического процесса изготовлений деталей. 3. Расчет усилия резки листа на полосы Произведем подбор гильотинных ножниц исходя из усилий резания и ширины отрезаемой полосы. Усилие резания определяем по формуле: , где S0 = 2,0 мм - толщина материала; =25 кгс/мм²,- сопротивление материала срезу; - угол заострения ножей; =1,3 – коэффициент, учитывающий затопление ножей, разброс толщины и механических свойств материала . Ножницы для резки материала толщиной 2,5 мм , пределом прочности 50 кг/мм² и шириной реза 1600 мм по каталогу выбираем модель Н473А (ГОСТ 6282-52). Правильность их выбора проверяем по развиваемому усилию резания: Таким образом, для техпроцесса можно рекомендовать гильотинные ножницы модели Н473 А ( ГОСТ 6282-52). 3.1 Определение усилия вырубки развертки детали и подбор пресса Усилие резания материала при вырубке заготовок по наружному контуру определяем по формуле: , где L- длина контура, мм. где - длина прямолинейных участков контура, мм; - длина криволинейных участков контура, мм. L =368+25=393 мм. кН Усилие снятия полосы с пуансона: Рсн1=Ксн × Р , где Ксн = 0,12 - для штампа последовательного действия (вырубка -пробивка [1], таблица 6]. Pсн1 =0,12 × 196,5 = 23,5 кН Усилие проталкивания заготовки через матрицу: , где - при вырубке на провал [1, страница 21]; n – количество заготовок, находящихся одновременно в цилиндрической шейке матрицы. Учитывая необходимость периодического ремонта – перешлифовки режущей кромки матрицы, принимаем n=3: Pпр1 =0,1×196,5×3 = 58,9 кН Усилие резания при пробивке 4-х отверстий: P2 = 2π×S0 ×σcр = 2×3,14× ( 4 ×2,6+20 +14)×2,0×25 =139,4 кН. Усилие снятия заготовки с пуансона: , где Ксн - для многопуансонного пробивного штампа [1,таблица 6] Рсн2 =0,12×139,4 = 16,7кН Усилие проталкивания отходов при пробивке отверстий: Рпр2 = кпр ×Р2×3, где кпр = 0,08 - при вырубке с обратным выталкиванием [1, страница 21] n=3. Рпр2 = 0,1 ×139,4×3 = 41,8 кН Общее усилие пресса, необходимое для выполнения этой операции, составит: , где =1,3 – коэффициент, учитывающий потери, затопление режущих кромок, разброс толщины и механических свойств материала и др. Р∑ =1,3×(196,5+139,4+23,5+16,7+58,9+41,8)= 619 кН. Произведем выбор пресса по каталогу оборудования [2] , в зависимости, от Р∑, , величины рабочего хода ползуна, закрытой высоты и габаритов штампа в плане. При этом условно принимаем следующее: -рабочий ход ползуна должен быть не менее 5-10 толщина материала 10….20 мм, -закрытая высота штампа Нзакр =150×S0 =150×2,0=300 мм -габариты штампа в плане( 250….300)×2,0× (350….400) 2,0/ (600×800) мм. По каталогу оборудования [2] выбираем пресс КД2330 (усилие пресса Р=1000 кН, ход ползуна h=32…130 мм, габариты стола пресса 630×950 мм, закрытая высота штампа Нзак= 340мм) 4. Определение усилий гибки По справочнику σB =200МПА ( [1], таблица 22). Формула для расчета этого параметра имеет следующий вид: P=2,5×B×S0 ×σB ×k2- для двухугловой гибки P=1,25×B×S0 ×σB ×k2- для одноугловой гибки P-усилие гибки; где В – длина линии гиба, к = 0,1- коэффициент, учитывающий изгиб листа при резке, неравномерность механических свойств и толщены материала, притупления режущих кромок ножей [1]. P1=2,5×28×2.0 ×200×0.1=2,8 кН. P1=1,25×28×2,0 ×200×0,1=1,4 кН. P∑=Р1 +Р2 = 2,8+1,4=4,2 кН. Для выполнения операции гибки, выбираем пресс в зависимости от параметров, указанных в п. 4, при этом условно принимаем: -Рабочий ход ползуна не менее 2-х высот детали, т.е. 32мм, -Закрытая высота штампа Нзак 3×32 96 мм; -Габариты штампа в плане -3А×3В= 3×82 х 3×28=24 х84мм. По каталогу оборудования [2] выбираем пресс RL2122 (усилие пресса Р= 160 кН , ход ползуна h= 32 мм , габариты стола пресса 500 х380 мм = 250мм). 5. Расчет параметров пружинения материала Радиус закругления пуансона, учитывающий от пружинивание заготовки после ее гибки, определим по формуле: , - внутренний радиус детали, - модуль упругости материала, Угол пружинения материала после снятия внешней нагрузки: Таким образом, в технических условиях на проектирование гибочного штампа необходимо задать радиус закругления пуансона 2,93 мм , а угол сопряжения рабочих кромок пуансона αпуансона = 89,2º. Список использованной литературы Л.А. Штамповые стали для холодного деформирования. Издательство Металлургия, Москва, 1966 -365 с. Справочное пособие. Методы испытания, контроля и исследования машиностроительных материалов. М.: Машиностроение, 1973-258 с. В.В Уваров., Носова Е.А. Структура и свойства листовых сталей для холодной штамповки: Учеб. пособие / Под общ. ред. Ф.В Гречникова , Самар. гос. аэрокосм. ун-т. Самара, 2004-73 с. M.E Зубцов. Листовая штамповка. -Л.: Машиностроение, 1980. - 432с. В.П Романовский. Справочник по холодной штамповке. -Л: Машиностроение, 1971. -782с. В.П. Попов. Основы теории листовой штамповки. - М.: Машиностроение, 1977. – 280 с. Ковка и штамповка: Справочник: В 4 т. Т. 4 Листовая штамповка / Под. ред. Матвеева А.Д.; Ред. совет: Семёнов Е.И. и др. – М.: Машиностроение, 1985 – 1987. – 544 с.: ил. Справочник конструктора штампов: Листовая штамповка / Под общ. ред. Рудмана Л.И. – М.: Машиностроение, 1988. – 496 с. Размещено на Allbest.ur |