Листовая штамповка

Диаметр цилиндрической части рассчитываю по формуле[1]:  

         

Где   D – диаметр исходной заготовки

       - коэффициент вытяжки   

   Высота детали вытяжки рассчитывается по формуле: 

        

     Теперь  необходимо проверить возможность  вытяжки без прижима заготовки. Это расчет проведем с помощью  условия предложенного Л.А.Шофманом[4] : 

       

Где,

     D - диаметр заготовки = 124 (мм)

     d₀  - диаметр изделия  = 81 (мм)

     S - толщина стенок  = 1,2 (мм) 

       

Следовательно, на данном этапе, вытяжка будет происходить с прижимом заготовки.

     Усилие вытяжки [1]: 

       

      _Где S – толщина детали

коэффициент определяющийся из относительной толщины и диаметра. 

      Усилие прижима[1]: 

       (Н) 

     Где q= 0,15 н/м²  -давление прижима;

     d₁- диаметр матрицы на первой операции;

     r_m- радиус закругления вытяжной кромки матрицы:) (=6) 

        Полное усилие вытяжки будет равно[1] : 

       25576+ 1048,5= 36,5 кН 

На рис.5 представлен  эскиз вытяжного штампа для первой операции вытяжки. 
 
 
 
 
 

1 — пуансон 

2 — прижимное кольцо

3 — матрица

4 — выталкиватель 
 
 
 
 
 

Рис. 5. Эскиз  вытяжного штампа для первой операции вытяжки. 
 

     Второй  этап вытяжки для получения цилиндрического  стакана , который затем будет  переформован на заданную деталь. 

Диаметр цилиндрической части рассчитываем по формуле[1]: 

         

Где    – диаметр предыдущего перехода

       - коэффициент вытяжки   

   Высота детали вытяжки рассчитывается по формуле:[1] 

       

     Теперь  необходимо проверить возможность  вытяжки без прижима заготовки. Это расчет проведем с помощью условия предложенного Л.А.Шофманом [4]: 

       

Где,

     D - диаметр заготовки = 80 (мм)

     d₀  - диаметр изделия =  61.2(мм)

     S - толщина стенок  = 1,2 (мм) 

       

Следовательно, на данном этапе, вытяжка будет происходить с прижимом заготовки. 

     Усилие вытяжки [1]: 

       

      _Где S – толщина детали

коэффициент определяющийся из относительной толщины и диаметра. 

На рисунке 6 представлен эскиз вытяжного  штампа второй операции вытяжки с внутренним прижимом.  

.  
 

1 — пуансон 

2 — прижим

3 — матрица

4 — выталкиватель 
 
 
 
 
 
 
 
 

Рис.6 Эскиз  вытяжного штампа второй операции вытяжки 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     8. Обрезка кромки стенки 

Эскиз обрезного штампа представлен на рисунке 7.

       
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    Рис.7 Эскиз штампа для обрезки кромки стенки  

          Усилие обрезки кромки стенки рассчитывается по формуле [1]:

Н 

   Где

L-периметр обрезки, в мм

t- толщина стенки, в мм

k- коэффициент, принимаемый 1.65-1.8 
 

    9. Термообработка 

    Материал заготовки в процессе вытяжки претерпевает деформационное упрочнение и теряет пластичность. Степень упрочнения материала при вытяжке зависит от:

- склонности  материала к упрочнению

- радиусов  заходной кромки матрицы и  пуансона

- скорости  деформации

- силы прижима заготовки к зеркалу матрицы

И других факторов. 

    Так как данный материал относится к  деформируемым сплавам, то термообработки после вытяжных операций не будет.  

    10.Пробивка отверстия 

На рисунке 8 представлен эскиз штампа для  пробивки отверстия.

    

 Эскиз штампа пробивки отверстия (рис.8) 

Усилие пробивки рассчитывается по формуле[1]

 

     Где

            сопротивление срезу кгс/мм

           D – диаметр отвестия

            S – толщина листа 

      11. Выходной контроль изделия 

     Контроль  качества изделия производится на предмет  обнаружения дефектов формы изделия, отклонения от заданных размеров. При  этом контролируется:

1 – качество  изделия путем визуального осмотра.  Не допускается наличие рваных краев, трещин, задиров, вмятин и др.

2 – размеры  изделия должны соответствовать  чертежу детали (рис.1). На этом  этапе контроль осуществляется  с использованием универсального  измерительного инструмента (штангенциркуля, микрометра).

3-форма изделия, которая должна соответствовать форме получаемого изделия (рис.1). Контроль формы производиться с применением специальных шаблонов, повторяющих внутреннюю и внешнюю поверхности изделия. 

    12. Смазка 

    Назначение  смазки при вытяжке заключается  в уменьшении трения между материалом и инструментом, снижении напряжения в металле и предохранении штампов и изделий от налипания, задиров и царапин. Вытяжные штампы в большинстве случаев выходят из строя не по причине их полного износа, а вследствие образования задиров и царапин и порчи поверхности штампуемых деталей. Смазка должна обладать следующими свойствами:

- создавать  прочную не засыхающую пленку, способную выдержать значительные  давления

- давать хорошее  прилипание и равномерное распределение  смазывающего слоя по поверхности

- легко удаляться  с поверхности деталей

- не портить  механически и химически поверхность  инструмента и деталей

- быть химически  стойкой и безвредной 

При вытяжке  деталей из сплава АМц в качестве смазки применяют раствор, состоящий   из  машинного масла №6 с графитом; 30-50%   воска,   70-50%   скипидара. Смазка наносится на изделие и полуфабрикаты с помощью распылителей, а на рабочие кромки пуансонов и матриц – вручную с помощью кисти. 

      13.Материалы деталей штампов. 

При выборе материалов для изготовления деталей штампов необходимо учесть, что детали штампа подвергаются большой ударной нагрузке. Поэтому детали штампов обычно выполняют из сталей. Наиболее высокие требования по прочности предъявляются к материалу пуансонов и матриц, которые испытывают наибольшие нагрузки. Ниже представлены выбранные материалы для изготовления деталей штампа, а также требования  по их термической обработке и химико-термической обработке.в таблице №5. [7][5] 
 

       Материалы деталей  штампов

Таблица №5

 
 

      14. Выбор оборудования

Для реализации проектирования технологического процесса необходимо два типа технологического  оборудования, а именно наличие гильотинных ножниц для резки листового материала и кривошипного пресса для выполнения листоштамповочных работ.

      Выбор гильотинных ножниц производится на основании толщины разрезаемого материала, его прочностных характеристик, габаритных размеров листов и расчетного усилия резки. На основании рассчитанных характеристик выбирается модель гильотинных ножниц НБ3316 в таблицае №6. [6] 

  Технические характеристики  ножниц

Таблица №6

 
 
 

Выбор прессового оборудования осуществляется  на основании  следующих положений : 

1. Усилие  пресса должно быть минимум на 30% больше, чем максимальное усилие штамповки на какой либо операции.
2. Тип пресса и величина хода ползуна должны соответствовать технологической операции
3. Закрытая высота пресса должна соответствовать или быть больше закрытой высоты штампа.
4. Габариты стола и ползуна пресса должны давать возможность установки и закрепления штампов и подачу заготовок.
5. Число ходов пресса должно обеспечивать достаточно высокую производительность штамповки.
6. В зависимости от рода работы должно быть предусмотрено наличие специальных устройств и приспособлений.
7. Удобство и безопасность обслуживания пресса должны соответствовать требованиям техники безопасности.