Технологический расчёт детали "Гайка" - Производство и технологии курсовая работа

Главная

Производство и технологии
Технологический расчёт детали "Гайка"

Определение маршрутного техпроцесса изготовления детали "Гайка". Характеристика применяемых листоштамповочных операций. Расчёт размера заготовки, ширины полосы, усилия для вырубки и пробивки, высоты штампа. Выбор направляющих узлов разделительного штампа.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
В экономическом отношении холодная штамповка обладает следующими преимуществами:
1. экономным использованием материала и сравнительно небольшими отходами;
2. весьма высокой производительностью оборудования, с применением механизации и автоматизации производственных процессов;
3. массовым выпуском и низкой стоимостью изготовления деталей.
Наибольший эффект от применения холодной штамповки может быть обеспечен при комплексном решении технических вопросов на всех стадиях подготовки производства, начиная с создания технологичных конструкций или форм деталей, допускающих экономичное изготовление их.
1.1 Описание и характеристика детали
Деталь «Гайка» - предназначена для обеспечения крепления резьбовых соединений различных машиностроительных конструкций. Эскиз детали представлен на рисунке 1.
В соответствии с заданием деталь «Гайка» имеет следующие размеры:
Предполагается, что будет использован семирядный раскрой и последовательная конструкция штампа.
Материалом детали является Сталь 35. Данная сталь конструкционная, характеризуется хорошими механическими свойствами, высокой пластичностью, хорошо подвергается обработке давлением (резке, вытяжке, формовке, гибке и пр.). Химический состав стали 35 представлен в таблице 1.
Механические свойства стали 35 представлены в таблице 2.
Таблица 2 - Механические свойства стали 35.
1.2 Характеристика применяемых листоштамповочных операций
При изготовлении детали «Гайка» применяются такие операции как вырубка и пробивка.
Вырубка - полное отделение металла по замкнутому контуру при котором отделяемая часть заготовки является изделием. Вырубка является наиболее распространенной операцией из группы резки; она производится при помощи вырубного штампа.
Пробивка - операция, имеющая целью получения в вырубленной детали или листе отверстия путём отделения при помощи пробивного штампа части материала по замкнутому контуру. Отличие этой операции от вырубки состоит в том, что при вырубке часть материала, проталкиваемая пуансоном в матрицу, является деталью, а оставшаяся на матрице часть отходом; при пробивке же наоборот, проталкиваемая через матрицу часть материала является отходом, а оставшаяся на ней изделием.
Технологические процессы холодной листовой штамповки могут быть наиболее рациональными лишь при условии создания технологической конструкции или формы детали, допускающей наиболее простое и экономическое изготовление. Поэтому технологичность листоштамповочных деталей является наиболее важной предпосылкой прогрессивности технологических методов и экономичности производства.
Под технологичностью следует понимать такую совокупность свойств и конструктивных элементов, которые обеспечивают наиболее простое и экономичное изготовление деталей при соблюдении технологических и эксплуатационных требований к ним. Основные технологические требования к конструкции плоских деталей, получаемых вырубкой и пробивкой:
1. Необходимо избегать сложных конфигураций с узкими и длинными вырезами контура или очень узкими прорезами.
2. При применении цельных матриц сопряжения в узлах внутреннего контура следует выполнить с радиусом закругления. В составных матрицах сопряжения сторон делать без закругления.
3. Сопряжения сторон наружного контура следует выполнить с закруглением лишь при вырубке детали по внешнему контуру. Для возможности применения безотходного производства следует наоборот, допускать сопряжения сторон под прямым углом.
4. Следует избегать вырубки длинных и узких деталей постоянной ширины, заменяем вырубку расплющиванием проволочных заготовок.
5. Наименьшие размеры для пробиваемых отверстий для твёрдой стали: - с круглым пуансоном 1,3S
6. Наименьшее расстояние от края отверстий до прямолинейного наружного контура должно быть не менее S для фигурных крупных отверстий и не менее 1,5 S, если края отверстий параллельны контуру стали.
7. Не следует располагать отверстия в заготовке, подлежащей гибке, близко к радиусу закругления детали.
8. Наибольшее расстояние между отверстиями при одновременной их пробивке равно (2ч3)S.
В целях обеспечения высокого качества изделия, его служебных характеристик (технических требований к изделию) и минимальной себестоимости при разработке конструкции изделия, выборе геометрических соотношений формы, вида и механических характеристик исходного материала необходимо учитывать следующие факторы: технологические возможности и особенности штамповочных операций в предлагаемых вариантах технологического процесса; уровень технической оснащенности и состояния машин штамповочного и инструментального подразделений; возможности выбора материалов для штампов. Понятие «технологичность изделия» включает в себя сравнительную (качественную) оценку полноты этого учёта.
Для данной детали в соответствии с заданием применяется штамп последовательного действия. Преимуществом его является компактность и обеспечение большей точности формы и повышения качества изделия, также увеличение производительности.
2. Маршрутный технологический процесс изготовления
2.1 Основные критерии выбора технологического процесса изготовления изделия
Качество конструкторско-технологической подготовки производства определяется уровнем разработки технологии на четырех основных этапах:
- отработка технологичности конструкции детали, узла, изделия;
- разработка маршрутной технологии, определение потребности в оборудовании, оснастке, средствах автоматизации и механизации, укрупненный анализ технико-экономических показателей производства нового изделия;
- разработка рабочей технологии, проектирование штампов, другой оснастки, средств автоматизации и механизации;
- наладка и внедрение новых технологических процессов, корректировка их по результатам наладки.
На первом этапе конструкторы при участии технологов по различным видам обработки и сборке создают технологичную конструкцию изделия, осуществляют увязку конструкторских идей с требованиями и возможностями производства. К этой работе следует приступать в начальной стадии конструкторских разработок нового изделия.
В ходе отработки технологичности решается задача достижения необходимого уровня качества детали (узла, изделия) при минимальных материальных, трудовых и энергетических затратах. Важнейшие требования развития технологии, которые обеспечиваются на данном этапе, следующие:
- применение экономичных способов штамповки;
- укрупнение деталей, сокращение числа штампованных деталей в узле, изделии по сравнению с известными аналогами;- применение прогрессивных материалов и, в первую очередь, низколегированных сталей, экономичных профилей, эффективное использование материалов и отходов;
- автоматизация и механизация производственных процессов, применение прогрессивного оборудования;
- необходимая стойкость и работоспособность штампов;
- рациональная унификация и стандартизация элементом в новом изделии и в оснастке для его изготовления.
Второй этап включает разработку маршрутной технологии и анализ на ее основе уровня технологии, ее количественную оценку по ряду технико-экономических показателей: суммарной норме расхода материала и коэффициенту использования материала на изделие и по видам материала; трудоемкости по узлам, на изделие в целом, по группам оборудования; ожидаемому уровню автоматизации и механизации. Данные критерии позволяют активно воздействовать на конструкцию, совершенствовать ее, нацеливая отработку конструкции на конкретные объекты. Результаты разработки второго этапа служат также исходными данными для проекта реконструкции производства или строительства нового завода, цеха, для выбора и заказа оборудования.
Третий этап - разработка рабочей технологии и другой конструкторско-технологической документации, запуск ее в производство, поэтапное изготовление штампов.
На четвертом этапе, заключительном, осуществляется реализация разработок, технологической подготовки производства.
Проектируемая технология должна быть сориентирована на определенные методы обработки и состав оборудования.
Задачу рационального использования материала решают следующими путями:
- комбинированным раскроем, совместной штамповкой нескольких деталей;
- использованием отхода, образующегося при штамповке или резке для изготовления других заготовок или деталей;
- применением листа кратных размеров или рулона.
Важно, чтобы при освоении производства новых деталей или изделий сортамент применяемых материалов не расширялся, а планомерно сокращался, т. е. обоснованное введение новых типоразмеров проката должно с избытком компенсироваться за счет действующего сортамента.
2.2 Определение маршрутного техпроцесса изготовления детали «Гайка»
Проектирование технологического процесса в целом сводится к установлению порядка операций с указанием режима и потребного оборудования.
В технологический процесс изготовления детали включают:
1) последовательность изготовления деталей по операциям;
2) последовательность участков, на которых изготавливаются детали;
3) указание основного, необходимого и вспомогательного оборудования;
4) указания оснастки (штампов, приспособлений и инструментов);
6) общие данные о детали (номер, количество на изделия, материал и др.)
Рисунок 2 - Структурная схема технологического процесса
Первая операция предполагает транспортирование листов со склада на резку полос на гильотинных ножницах (вторая операция). Далее снова транспортировка (третья операция). После происходит вырубка и пробивка (четвертая операция). После изделия проходят контроль (пятая операция). И заключительная операция транспортировка на склад.
3. Расчёт технологических параметров процесса
3.1 Расчёт размера заготовки и ширины полосы. КИМ
Проектирование раскроя листового материала, в результате которого определяют коэффициент использования материала, является важнейшим этапом разработки технологического процесса. В общих расходах на изготовление, т. е. в себестоимости изделий листовой штамповки, затраты на материал достигают 50-70 % и более. Но снижение затрат на материал в ряде случаев приводит к увеличению сложности инструментально-штамповочной оснастки и оборудования. Задачи оптимизации технологического процесса штамповки в целом решаются только при комплексном рассмотрении технико-экономических показателей, характеризующих производство. Вариант процесса листовой штамповки определяется видом исходного материала, видом заготовки, поступающей на основные штамповочные операции, типом раскроя или числом рядов при раскрое, конструкцией штампа, уровнем организации, механизации и автоматизации производства.
Операции раскроя материала обычно выполняют на специальных раскройно-заготовительных участках. Материал разрезают на ленты, полосы или карточки различной формы с помощью гильотинных и дисковых ножниц. При этом производятся следующие операции: обрезка дефектных кромок листов; отрезка полей листов для получения размеров, кратных соответствующим размерам заготовок в виде полос, карточек; разрезка на полосы, карточки.
На гильотинных ножницах, как правило, выполняют разрезку листа на крупные штучные заготовки прямоугольной, трапецеидальной, ромбовидной и треугольной формы. При вырезке крупногабаритных деталей, а также при параллельном раскрое получаются большие отходы по краям заготовок; экономию материала удается получить при применении косого раскроя полос из листа. Для мелкосерийного производства, как правило, применяют комбинированный раскрой, когда лист раскраивают на полосы неодинаковой ширины для вырубки из них различных деталей. При комбинированном раскрое получают более высокий коэффициент используемого материала. На дисковых ножницах осуществляют разрезку листа на полосы.
Для раскроя рулонного материала на полосы и карты применяются специальные линии для поперечного и продольного раскроя. По сравнению с использованием листа это обеспечивает лучшее использование материала за счёт снижения отходов. На указанных линиях выполняется продольный раскрой широкой ленты на более узкие, поперечный раскрой рулонной стали на карты, штамповка непосредственно из рулона; смешанный раскрой, совмещающий продольный и поперечный.
Если контур изделия при раскрое листового материала криволинейный замкнутый или незамкнутый, для вырубки применяются штампы. Контуры вырубаемых заготовок должны быть удалены друг от друга на величину технической перемычки.
Основное назначение перемычки - компенсировать погрешности подачи материала и фиксации его в штампе с тем, чтобы обеспечить полную вырубку детали по всему контуру и предотвратить получение бракованных деталей. Штамповку перемычки выполняют наименьшей для снижения расхода материала, а также для уменьшения усилий, необходимых для снятия материала с пуансона. Но размеры перемычек должны учитывать допуски на ширину полосы, ленты и возможные неточности подачи материала в штамп для исключения разрыва отхода материала при подаче полосы и попадания его в матрицу при вырубке. Перемычка между контурами деталей называется межконтурной и обозначается . Перемычка между контуром детали и краем полосы называется боковой и обозначается а.
Размер перемычки зависит от толщины материала, от размеров и конфигурации вырубаемой детали, от способа подачи полосы, от типа раскроя, а также частично от типа упора и т. д..
Для данного изделия, в соответствии с заданием применяем семирядный шахматный раскрой. Расчётная схема представлена на рисунке 3.
Рисунок 3- Схема раскроя при шахматном раскрое.
Расчет номинальной ширины полосы проводят исходя из условия сохранения минимально необходимой ширины боковых перемычек при различных способах подачи и допусков по ширине полосы. Номинальную ширину полосы определяют по формуле:
Вырубку шестигранных деталей можно производить из листа, полосы, ленты, рулона в один, два и более рядов при параллельном и шахматном расположении, т. е. имеется несколько вариантов раскроя, однако с учётом программы выпуска и толщины материала целесообразно использовать полосу.
При шахматном раскрое шаг подачи определяется следующим образом:
Схема раскроя представлена на рисунке 4.
Определим КИМ с учётом поперечного и продольного варианта раскроя листа.
Число деталей, получаемых из полосы:
Для расчётов принимаем лист размерами 10002000мм.
Число деталей, получаемых из листа:
Коэффициент использования листа при поперечном раскрое:
Применительно к данной детали её площадь определяется с помощью автоматизированного пакета проектирования КОМПАС-3D V10:
Число деталей, получаемых из полосы:
Коэффициент использования листа при продольном раскрое:
Так как коэффициент использования материала при продольном раскрое меньше, чем при поперечном раскрое, то предпочтение отдаём поперечному раскрою листа.
3.2 Расчёт усилия для вырубки и пробивки
В процессе вырубки листового металла возникает сложное неоднородное силовое поле, сконцентрированное вблизи режущих кромок пуансона и матрицы.
Пуансон обычно вдавливается в листовую заготовку не по всей торцовой поверхности, а лишь по кольцевому (или иной формы) пояску. Такое же вдавливание происходит и со стороны матрицы. Давление пуансона и матрицы по ширине пояска распределено неравномерно.
Таким образом, при вырубке - пробивке возникает пара сил, создающих круговой (пространственный) изгибающий момент, под действием которого относительно тонкая заготовка изгибается и выпучивается. В результате изгиба заготовки возникает давление металла на наружную поверхность пуансона и распирающее давление на кромки матрицы. Кроме нормальных сил на поверхность заготовки действуют касательные усилия, созданные силами трения.
Ввиду сложности и неоднородности силового поля при вырубке - пробивке в технологических расчетах применяется условная технологическая величина - сопротивление срезу. Однако глубина вдавливания не является постоянной, так как зависит также от зазора и скорости вырубки, что затрудняет практическое применение этой величины. Как показали исследования, сопротивление срезу зависит не только от механических свойств металла и степени предварительного наклепа, но также от относительной толщины вырубки, зазора и скорости процесса резания.
Выявленная зависимость относительной толщины детали S/d объясняется значительным увеличением жесткости вырубаемых деталей при увеличении отношения S/d, в результате: чего резко возрастают удельные распирающие усилия, а следовательно, повышается сопротивление металла разделению.
Полное усилие вырубки обычно учитывает поправку на неоднородность материала и затупление режущих кромок введением поправочного коэффициента k=1,25. В случае применения пружинного, резинового или пневматического съемника, прижима или выталкивателя к расчетному усилию вырубки прибавляют усилие сжатия буферов или пружин.
Для большинства случаев вырубки деталей крупных и средних размеров вследствие малой жесткости их влияние относительной толщины на сравнительно невелико. Поэтому в указанных случаях практически можно пользоваться приближенной средней величиной .
Усилие пресса обычно берется значительно больше расчетного усилия вырубки для увеличения запаса жесткости и повышения надежности и долговечности пресса и штампа. Следовательно, полное усилие вырубки зависит от усилия снятия полосы с пуансона и от усилия, необходимого для проталкивания детали через матрицу.
где - периметр пробиваемого контура;
где - коэффициент, зависящий от штампуемого материала, 0,02-0,06 для стали.
где - коэффициент, зависящий от штампуемого материала, 0,03-0,05 для стали.
Работа деформации, необходимая для выполнения операции:
где - усреднённое усилие штамповки, кН. Для стали средней твёрдости составляет 60-65% от усилия вырубки ;
- рабочий ход пуансона при выполнении разделительной операции, мм.
где - периметр вырубаемого контура;
= 460 МПа - сопротивление металла срезу для Стали 35;
где - коэффициент, зависящий от штампуемого материала, 0,03-0,05 для стали.
где - коэффициент, зависящий от штампуемого материала, 0,02-0,06 для стали. Н.
Работа деформации необходимая для выполнения операции:
где - усреднённое усилие штамповки, кН. Для стали средней твёрдости составляет 60-65% от усилия вырубки ; - рабочий ход пуансона при выполнении разделительной операции, мм.
Рабочий ход пуансона при выполнении разделительных операций в штампах с параллельными режущими ребрами пуансона и матрицы равен толщине материала s.
Для повышения качества вырубки и пробивки применяют прижимные устройства. Усилие прижима, которое должен обеспечивать прижим определяется по формуле:
где - удельное усилия прижима, Н/мм 2 .
Общие усилие в штампе для вырубки и пробивки составит:
Требуемое усилие пресса вычисляется по формул:
Исходя из расчётов и размеров проектируемого штампа для штамповочной операции требуется пресс модели К2130. Техническая характеристика пресса модели К2130 представлена в таблице 3.
Таблица 3- Технические характеристики пресса модели К2130
Регулировка расстояния между столом и ползуном, мм
Наибольшее расстояние между столом и ползуном в его нижнем положении при наибольшем ходе, мм
Расстояние от оси ползуна до станины, мм
Расстояние от стола пресса до направляющих, мм
Расстояние между стойками в свету, мм
Расход сжатого воздуха на одно включение, м 3
Число оборотов электродвигателя в минуту
В данном курсовом проекте применяется штамп последовательного действия для вырубки и пробивки.
Типовые детали штампов делятся на две основные группы:
- детали технологического назначения;
- детали, которые во время производимой операции находятся во взаимодействии с обрабатываемым материалом или изделием и непосредственно участвуют в выполнении этой операции;
- детали конструкторского назначения;
- детали, имеющие в конструкции штампа монтажно-сборочное назначение.
Детали технологического назначения (пакет штампа) в свою очередь состоят из следующих групп:
- рабочие детали штампа, непосредственно выполняющие необходимую штамповочную операцию (матрицы, пуансоны, ножи);
- фиксирующие детали, предназначены для точной установки штампуемого материала или заготовки во время выполнения операции штамповки (упоры, рычаги, фиксаторы, ловители, боковые прижимы);
- прижимающие и удаляющие детали, предназначенные для удержания материала или заготовки во время выполнения операции или съема и удаления отштампованного изделия (прижимы, выталкиватели, съемники, сбрасыватели, отлипатели).
Детали конструкторского назначения (блок штампа) состоят из следующих групп:
- держащие опорные детали, предназначенные для монтажа технологических деталей и передачи рабочего давления (плита верхняя и нижняя, направляющие колонки и направляющие втулки, хвостовик).
Хвостовик применяют в малых и средних штампах для крепления верхней части штампа к ползуну пресса.
- направляющие детали штампа, предназначенные для направления движения верхней части штампа или пуансона относительно нижней во время штамповки (направляющие колонки и втулки, направляющие планки и плитки);
- крепежные детали, предназначены для крепления деталей штампа между собой и крепления штампа на столе пресса (винты, штифты, пружины, зажимы и др.).
Далее произведём расчет усилий в штампах и исполнительных размеров матриц и пуансонов.
4.2 Расчет исполнительных размеров матриц и пуансонов штампа для изготовления детали «Гайка»
При вырубке - принимаем изготовление матрицы и пуансона раздельное.
Размер матрицы при наружном допуске на размер детали рассчитывается по формуле [1]:
где D - номинальный размер заготовки;
Размер пуансона при наружном допуске на размер детали рассчитывается по формуле [1]:
где z - двусторонний зазор между матрицей и пуансоном, мм.
При пробивке - принимаем изготовление матрицы и пуансона раздельное. Исполнительные - рабочие размеры пуансона и матрицы при пробивке круглого контура определяются по формулам [1]:
4.3 Выбор материалов для изготовления деталей штампов
Рабочие детали штампов (пуансоны и матрицы) подвергаются ударной нагрузке с сильной концентрацией напряжений на рабочих кромках или на рабочей поверхности. Поэтому к материалу пуансонов и матриц предъявляется требование высокой или повышенной твердости и износоустойчивости при наличии достаточной вязкости.
Стали, применяемые для изготовления рабочих частей штампов холодной листовой штамповки, делятся на следующие группы:
1 Углеродистые инструментальные стали небольшой прокаливаемости (диаметром до 25 мм): У8А, У10А, У8, У10.
2 Легированные стали повышенной прокаливаемости ( диаметром до 40-50мм): Х (ШХ15), Х09 (ШХ9), 9Х, 9ХС, 9ХФ, ХВГ, 9ХВГ, ХГСВФ.
3 Высокохромистые стали высокой прокаливаемости (диаметр до 80 мм), высокой износоустойчивости, мало деформируемые при закалке: Х12Ф1, Х12Ф, Х12М, Х12, также Х6ВФ и ХГ3СВФ.
4 Легированные стали повышенной вязкости (при твердости НRC 56 - 58): 4ХС, 6ХС, 4ХВ2С, 5ХВ2С, 6ХВ2С, 5ХВГ.
Основным недостатком углеродистых инструментальных сталей является их низкая прокаливаемость, в результате чего в больших сечениях (свыше 20 - 25 мм) сохраняется непрокаленная сердцевина с пониженной твердостью. Однако, в ряде случаев, при работе штампа со значительными динамическими нагрузками, это свойство углеродистых сталей становится положительным.
Применение углеродистых инструментальных сталей ограничивается рабочими частями штампов простой формы толщиной или диаметром до 25 мм. Наиболее пригодны для изготовления штампов стали марок У10А, У10.
Хвостовик - служит для крепления верхней плиты штампа к ползуну пресса. Изготавливают в основном из сталей 35, 40.
Плита верхняя и нижняя - предназначены для крепления на них рабочих частей штампа, направляющих колонок и втулок. Изготавливают из СЧ25, Ст3, Ст4, 30Л.
Плиты подкладные устанавливаются под матрицу и пуансон и служат для гашения ударных нагрузок при штамповке, тем самым предохраняя верхнюю и нижнюю плиты от деформации и разрушения, изготавливаются из СЧ25, 45Л, 45.
Пуансон вырубной (пробивной) является рабочей деталью штампа и предназначен для вырубки детали из заготовки. Изготавливаются для простой формы: У10, У10А, Х12Ф1; для сложной формы: Х12ВМ, Х6ВФ, Р6М5, ВК20.
Матрица вырубная является рабочей деталью штампа, предназначена для вырубки детали из заготовки. Изготавливаются для простой формы: У10, У10А, Х12Ф1; для сложной формы: Х12ВМ, Х6ВФ, Р6М5, ВК20.
Направляющие втулки и колонки предназначены для совмещения верхней и нижней половины (плит) штампов, а соответственно и точному совмещению рабочих частей штампа (пуансона и матрицы). Их изготавливают из стали 20, которую цементируют на глубину 0, 5-1, 0 мм и потом закаливают до HRC 58 - 62, или из сталей 45, 50, которые закаливаются до HRC 45 - 50.
Съемник применяется для удаления пуансона к верхней плите штампа. Изготавливается из стали 35 или 45 без термообработки.
Упор является фиксирующей деталью штампа и предназначен для перемещения полосы на шаг штамповки. Изготавливают из стали 45, которая калится до HRC 40 - 45.
Матрицедержатель предназначен для крепления матрицы к нижней плите штампа. Изготавливают из стали Ст3.
Примечание - сталь Ст3 относится к углеродистым конструкционным сталям общего качества; стали 35, 40, 45, 50, 30Л, 45Л - углеродистые качественные конструкционные стали; стали У10, У10А - углеродистые инструментальные стали; Х12ВМ, Х6ВФ, Х12Ф1 - легированные инструментальные стали; Р6М5 - быстрорежущая сталь; ВК20 - металлокерамический твердый сплав вольфрамовой группы; СЧ25 - серый чугун.
4.4 Конструкторский и прочностной расчёт разделительного инструмента
Матрица и пуансон определяют работоспособность, надёжность и долговечность штампа. Их расчёт и конструирование - важнейший этап разработки документации штампа.
Толщину матрицы по следующей эмпирической формуле:
где - толщина штампуемого материала, мм;
и - размеры рабочей зоны матрицы, мм;
- коэффициент, принимаемый в зависимости от временного сопротивления штампуемого материала.
Матрица. Форма матрицы определяется формой и размерами штампуемой детали. По эмпирической формуле можно проверить достаточность толщины матрицы, мм:
где - требуемое технологическое усилие штамповки, кН.
Найденное значение необходимо округлить до ближайшего большего числа из следующего ряда чисел: 8, 10, 12, 16, 20, 25, 28, 32, 36, 40, 45, 50, 56, 63, 71, 80. Из конструктивных соображений, с учётом последовательной конструкции принимаем толщину матрицы 25 мм и заключаем её в обойму для повышения прочности. Соотношение габаритных размеров и толщины прямоугольных матриц следует принимать по ГОСТ 15861-81.
Определим размеры матрицы. Форма и размер матрицы определяется формой и размерами штампуемой детали. Размеры прямоугольной матрицы определяют (ориентировочно) исходя из размеров её рабочей зоны. Размеры матрицы уточняют с учётом требуемых величин перемычек между отверстиями, конкретного размещения рабочей зоны и отверстий и т. д..
В соответствии с рекомендациями [1] принимаем размеры матрицы 110130 мм.
Тяжело нагруженные матрицы следует проверять на прочность специальным расчетом, основанным на определении напряжений, возникающих в опасном сечении. Опасным является сечение, проходящее через узкие щелевые отверстия, острые углы и др. Например, при вырубке квадратного контура опасным является сечение, проходящее через противоположные углы и
диагонали квадрата. При расчете можно исходить из того, что сила, распирающая матрицу в опасном сечении, составляет не менее 40 % технологического усилия. Проверку выполняют по формуле [1]:
где - допускаемое напряжение на разрыв (для стали У8, У10 в закалённом состоянии =250МПа);
Площадь опасного сечения определяем с помощью пакета КОМПАС-3D V13.
Так как условие выполняется на предельных условиях, то матрицу дополнительно для повышения прочности устанавливаем в обойму.
Размеры пуансонов для пробивки круглых отверстий принимаются в соответствии с ГОСТ 16621-80 и ГОСТ 16625-80.
Проведём проверку пробивного пуансона на сжатие, смятие опорной поверхности и продольный изгиб, так как при изготовлении данной детали именно этот элемент будет подвергнут максимальным нагрузкам.
Напряжение смятия см поверхностью головки пуансона поверхности плиты вычисляют по формуле:
где - технологическое усилие воспринимаемое пунсоном, Н;
- площадь поверхности его головки, мм 2 ;
Если МПа, то пуансон следует упирать головкой в стальную закалённую подкладную плиту.
Произведём проверочный прочностной расчёт на смятие опорной поверхности для пуансона Ш 4,1 мм.
Так как , то стальную закалённую плиту в конструкции штампа применяем.
Проверку на сжатие осуществляют с учётом продольного изгиба в следующей последовательности.
Вначале определяют коэффициент понижения допускаемого напряжения сж , зависящий от условной гибкости пуансона и учитывающий возможную потерю устойчивости пуансона (его продольный изгиб). Для пуансонов круглого сечения этот коэффициент зависит от параметра:
где - длина рабочей части пуансона;
- диаметр (по наименьшему сечению) рабочей части пуансона.
Далее определяют площадь F к (мм 2 ) контакта рабочего торца пуансона со штампуемым материалом. Если диаметр пробиваемого отверстия соизмерим с толщиной материала, .
Напряжение сжатия для таких пуансонов вычисляют по следующей формуле:
где - технологическое усилие, воспринимаемое проверяемым пуансоном, Н;
- площадь контакта рабочего торца пуансона со штампуемым материалом; - коэффициент понижения допускаемого напряжения, зависящий от и принимаемый по [1].
Проведём проверку на сжатие пуансона пробивного пуансона:
Следовательно, в соответствии с рекомендациями [1] принимаем =0,8.
Так как диаметр пробиваемого отверстия соизмерим с толщиной материала, то
Допускаемое напряжение на сжатие для сталей У10А, У8А и т.п. после закалки и отпуска принимают 1600Мпа [1].
Так как , то условие по соблюдению устойчивости не выполняется. Для повышения устойчивости пуансона предусматриваем в конструкции штампа дополнительное направление через прижим.
4.5 Выбор и расчёт размеров плит штампа
Исходя из расчётных габаритных размеров матрицы в соответствии с рекомендациями [1] выбираем стандартный штамповый блок с диагональным расположением направляющих узлов скольжения. Принимаем блок с размерами рабочего пространства А р.п В
Технологический расчёт детали "Гайка" курсовая работа. Производство и технологии.
Реферат по теме Сущность права
Дипломная работа по теме Дидактическая игра как средство развития мышления дошкольников
Реферат по теме Интуиция в деятельности сотрудника ОВД
Дневник заполненный производственной практики экономиста
Реферат На Тему Способы Передачи Чужой Речи
Реферат: Cleopatra Essay Research Paper Cleopatra was an
Курсовая Работа На Тему Сравнительная Характеристика Применения Суперфосфата И Фосфоритной Муки При Выращивании Овса На Слабокислой Почве
Курсовая работа по теме Аналіз та планування основних фондів торгівельного підприємства (на прикладі ТОВ "БАРС")
Курсовая работа по теме Особенности музыкального воспитания детей раннего возраста
Реферат по теме Источники финансирования образования
Сочинение по теме Смысл названия пьесы А.Н. Островского "Гроза"
Реферат по теме Конфликты, типы конфликтов
Дипломная работа по теме Операционный исследование и его использование в регулировании производства и затрат
Контрольная работа по теме Система '1С: Бухгалтерия 8': назначение, функциональные возможности, состав
Реферат по теме Логическая грамматика
Курсовая работа по теме Роль аллюзий на роман Иоганна Вольфганга Гёте "Страдания юного Вертера" в повести Ульриха ...
Задача На Тему Банки И Банковские Операции По Вкладам
Курсовая работа по теме Вторичная переработка зольной пыли для получения портландцемента
Контрольная работа по теме Иностранные инвестиции
Контрольная работа: Концепции социальной стратификации П. А. Сорокина
Разработка Java-апплета и подписывание архивного JAR-файла электронной цифровой подписью - Программирование, компьютеры и кибернетика курсовая работа
Розірвання шлюбу органами відділу державної реєстрації актів цивільного стану - Государство и право контрольная работа
Менеджмент коммерческой организации - Менеджмент и трудовые отношения отчет по практике