Листовая штамповка

 

Технологические данные

        Сплав термической обработкой не упрочняется. Высокотемпературный отжиг для полного разупрочнения сплава, нагартованного в результате холодной пластической деформации, производится при температуре 300-500 ⁰С, с охлаждением на воздухе. Низкотемпературный отжиг для частичного снятия упрочнения, полученного нагартовкой, и повышения пластичности производится при температуре 200-290 ⁰С . Сплав деформируется в горячем и холодном состоянии. Температурный интервал деформации 470 – 320 ⁰С. Охлаждение после деформации – на воздухе. Пластичность в отожженном состоянии высокая, в полунагартованном – удовлетворительная. Показатели штампуемости сплава АМц представлены в таблице №4.[2] 

Показатели штампуемости

                                                                           Таблица №4

 
 

3. Анализ конструктивно-технологических признаков изделия. 

     На  данном этапе необходимо произвести анализ конструктивных признаков изделия, чтобы выбрать наиболее простой и экономичный способ изготовления изделия. Получаемая деталь ( Рис.1 )  представляет собой вытянутую коробку с закругленными стенками . Дно детали плоское, имеет отверстие, радиус сопряжения угловых элементов дна и стенок составялет 3 мм. Толщина материала 1.2 мм.

     Отношение Н к D составляет  H\D ≤0,70 . Следовательно вытяжку мы не можем проводить в 1 операцию. Будем проводить многооперационную вытяжку , на всех операциях кроме последней,  вытягивать стоит как цилиндрический стакан и на последней операции профильная вытяжка.

      Материал  детали – АМц, характеристики которого приведены выше . Сплав АМц пластичен поэтому вытяжку производем без применения отжига. 
 
 
 
 
 

4. Схема технологического процесса 

    Под схемой технологического процесса понимается вид и последовательность выполнения штамповочных операций с учетом принятого типа заготовки и серийности производства изделия.

    Возможно  осуществить следующее построение операций (заготовка – круг):

1. Вырубка  из листа заготовки.

2. Вытяжка  цилиндра.

3. Обрезка кромки стенки.

4. Пробивка отверстия. 

5. Расчет исходной заготовки 

      Для расчета исходной заготовки данной детали ( рис. 1) необходимо измерить длину  дуги образующей сторону детали рис.2. 

      

Рис.2 Величина угла образующего сторону детали. 

     По  формуле определения длины дуги: 

                   = (мм)

Где,

      L – длина дуги

      R – радиус окружности

        

Итак, мы получили длину дуги , образующей сторону, теперь возможно получить всю длину стороны.

                   (мм) 

Из полученных данных мы можем вычислить радиус окружности, которая удовлетворяет  длине сторон нашей детали и исходя из этого произвести расчет заготовки  для цилиндра. 

                   (мм) 
 

   Расчет исходной (круглой) заготовки для вытяжки производится по формуле [1]: 

где,

     d –диаметр по средней поверхности 

     r - радиус скругления между стенкой и дном; 

     H – высота детали с учетом припуска на обрезку. 

  

     

       

6. Раскрой листа 

      Выбор наиболее рационального вида раскроя осуществляется расчетным путем. Исходя из расчетов делаем вывод, что оптимальным раскроем для данной заготовки является двухрядный поперечный шахматный раскрой. Выбор подходящих габаритов листа произвел согласно предложенному сортаменту производителями [3] На рис.3 представлена схема раскладки заготовок на листе.

         Рис.3 Схема раскроя  

Определяем ширину полосы[1]

где

     N – количество рядов вырезаемых контуров = 2

     m – наименьшая величина перемычки ( m = 1,2 (мм) )

z – гарантийный зазор между направляющими и наибольшей возможной шириной полосы ( z = 2(мм) )

     односторонний допуск на ширину полосы ( ) 

Определяем количество полос:

    

    

Определяем количество деталей в исходной заготовке[1]:

     - количество деталей в нечетном ряду.

    

     - длина исходной заготовки.

    

     - длина остатка от нечетного ряда.

    

    _{Исходя  из полученного остатка, пришел к выводу, что в четных рядах  количество деталей  будет на  одну заготовку меньше чем в нечетных рядах.}  

Определим количество деталей из одной исходной заготовки:

    

    

Определим количество деталей из одного листа:

    

    _{n – кол-во полос}

    

Определим коэффициент использования материала и раскроя[1]:

           

     %    

6.1 Контроль листа  на входе 

      Лист  должен удовлетворять следующим  требованиям:

1) Свойства материала должны соответствовать техническим условиям на состояние поставки.

2) Размер листов  и их геометрия должны быть  оговорены в ТУ. Боковая и торцевая  стороны должны быть перпендикулярны,

3) Листовая продукция  должна иметь определенную плоскостность поверхности, она оценивается по высоте отставания листа от поверхности контрольной плиты (не должна превышать 10мм на один погонный метр).

4) Поверхность  листа должна быть свободной  от остатков технологической  смазки, на поверхности заготовки  должны отсутствовать грубые оксидные пленки, инородные включения и механические дефекты  

6.2. Резка листов на полосы 

     Резка производится на гильотинных ножницах, т.к они хорошо подходят для резки полос. 

Усилие резки  листа на гильотинных ножницах рассчитывается по формуле[1]:

     _Где  

     _{S – толщина листа}

             сопротивление срезу кгс/мм

             - угол створа ножниц ( = )

             к – коэф. запаса ( к= 1.3)

6.3.Расчет усилия вырубки заготовок 

    Вырубка производится на вырубном штампе инструментом с параллельными режущими кромками. 

Усилие вырубки рассчитывается по формуле[1]

 

     Где

            сопротивление срезу кгс/мм

           D – диаметр заготовки

            S – толщина листа 

Усилия  снятия полосы с пуансона[1] 

        кН 

      Где

            Р – усилие вырубки

     К_сн = 0,06 – Однопуансонный штамп 

Усилие  проталкивания в  шейку матрицы[1] 

        кН

      Где

                  h  – высота цилиндрической шейки матрицы в мм (=3.6)

                  P – усилие вырубки 

Полное  усилие[1] 

        кН

      Где

             - коэффициент учета притупления пуансона и матрицы

За один ход пуансона вырубается одна деталь. На (рис.3) представлен эскиз вырубного штампа 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Рис.3 Эскиз вырубного штампа

7.Вытяжка 
 

      Вытяжка многооперационная состоит из 3 этапов. Для облегчения процесса, расчетов, вытягивать будем как цилиндрический стакан и затем, посредством профильной вытяжки сформируем готовое изделие. На рис.4 представлено изменение диаметров на каждом переходе. 

Рис.4 Размеры  переходов при операции вытяжка. 

На первом этапе  расчета вытяжки, произведем расчет предпоследнего перехода. 

     Необходимо  получить размер цилиндра, который  затем мы перетянем в заданную деталь. При перетяжки цилиндра на заданную деталь степень деформации неравномерна по периметру изделия . Наименьшая деформация – в углах  коробки, а наибольшая в середине сторон, поэтому расчет размеров предпоследнего перехода производится по средней степени деформации.   

     Диаметр цилиндрической части рассчитываем по формуле[1]: 

       

Где   B – ширина коробки

       - расстояние между переходами, так же должно удовлетворять условию (  

(мм) 

Где  коэффициент средней степени деформации по контуру

      r – радиус скругления  

Значит, диаметр  предпоследнего перехода : 

             (мм) 

Для определения углового размера воспользуемся графическим методом . 

            x= 4,1 (мм)  

  Для того  что, бы получить предпоследний  переход из заданной заготовки  необходимо произвести 2 операции  вытяжки. 

На данном этапе  предстоит получить цилиндр, из круглой плоской заготовки.