Технология машиностроения. Расчет вырубного пуансона

Таблица 4. Твердость

Таблица 5. Технологические свойства стали 45.

Таблица 6. Физические свойства

Сопротивление срезу σср=480 МПа;

Таблица 7.Обозначения:

С увеличением относительного удлинения δ штампуемость металла улучшается, а с увеличением твердости – ухудшается. На штампуемость влияет и отношение предела текучести σТ к пределу прочности σВ. Чем оно меньше, тем лучше штампуемость(для вытяжки σТ/σВ=0,5). Сопротивление среза σср связано с пределом прочности σВ соотношением σср=0,8*σВ и определяет усилия, требуемые для реализации штамповочных операций: чем оно больше, тем более мощным должен быть пресс, более прочными детали штампа и т.д.

Металлы, склонные к старению, плохо противостоят напряжениям, возникающим при формообразующих деформациях. С другой стороны, старение, как и наклеп, приводит к повышению прочности, потере пластичности и     ударной   вязкости. Последствия    явлений     старения и

механического упрочнения можно устранить за счет предварительного и промежуточного отжигов заготовок.

  При оценке штампуемости, кроме механических свойств, следует также принимать во внимание химический состав и микроструктуру материала.

Повышенное содержание примесей, газов, а также легирующих элементов и добавок изменяет структуру металла и его механические характеристики.

  Неметаллические материалы отличаются от металлов своей структурой, физическими и механическими свойствами; большинство из них имеют аморфную или ярко выраженную слоистую или волокнистую структуру. В тоже время они обладают значительно меньшими, чем у металлов, плотностью, твердостью и относительно низкими механическими показателями.

  Таким образом:

- физико-механические свойства материала должны соответствовать процессу и характеру деформаций;

- формоизменение заготовки, как правило, сопровождается значительным повышением механических характеристик материала, что позволяет использовать в качестве исходного менее прочный, но более пластичный материал.

2. Анализ технологичности конструкции штампуемой детали

Технологические процессы холодной штамповки могут быть наиболее рациональным лишь при условии создания технологической конструкции или формы детали, допускающей наиболее простое и экономическое изготовление. Поэтому технологичность холодноштамповочных деталей является наиболее важной предпосылкой прогрессивности технологических методов и экономичности производства.

Произведем качественную оценку технологичности конструкции детали:

- конфигурация детали и ее развертка обеспечивают не очень выгодное использование материала, не дает возможность применить малоотходный раскрой;

- ассортимент марок материала и его толщины максимально унифицирован;

- допуски на размеры холодноштамповочной детали соответствуют экономической точности операции холодной штамповки;

- контур детали не очень сложный;

- размер отверстия, пробиваемого пуансоном, соответствует норме;

- механические свойства листового материала соответствуют не только требованиям прочности и жесткости изделия;

- деталь имеет низкую трудоемкость операций;

- требуется наименьшее количество оборудования и производственных площадей;

- требуется наименьшее количество оснастки.

Общим результативным показателем технологичности является наименьшая себестоимость штампуемой детали.

3. Определение раскроя материала и расчета размеров заготовки

  Раскрой материала, с одной стороны, определяет схему штампа и, следовательно, сложность его изготовления и стоимость, а с другой – количество материала, идущего в отход. И то и другое непосредственно влияют на себестоимость детали.

Экономичность раскроя характеризуется коэффициентом использования материала:

                                          η=Sдет∙n/Sл∙100%,

где Sдет – площадь детали без учета потерь, вызванных геометрической формой (отверстия, пазы и т.п.);

n – количество деталей, получаемых из листа или полосы площади Sл. (n=5)

  Найдем площадь нашей детали:

Без учета потерь:

   Sдет = 3,14*(7,5) 2-((1,7-sin1,7)/2)*(7,5)2=156,6 мм2

С учетом потерь:                                                                    

   Sдет =156,6-3,14*(5,1)2=75 мм2

Ширина полосы определяется по формуле:

                                     B=L+2b+∆п,

где В – ширина полосы, мм (округляется до ближайшего целого числа в большую сторону);

      L – размер вырубаемой детали (поперек полосы), мм;

      b – ширина боковой перемычки, мм;

      ∆п – предельные отклонения ширины полосы, мм.

Величина перемычки зависит от многих факторов: конфигурации и размеров детали, пластичности и толщины материала, конструкции и точности штампа, вида подачи полосы в штамп.

      В нашем случае ширина боковых перемычек a=b=1,6 мм, a1=b1=2,5 мм (табл.1[1]), а  предельные отклонения ширины ленты ∆п=0,3-0,5 мм (табл.2[1]).

В приборо- и машиностроении пользуются усредненными размерами перемычек, которые выбираются из таблиц, полученных опытным путем. В ряде случаев при выборе величины перемычки табличные значения следует корректировать.