3.3.4 Инструмент и оборудование для листовой штамповки
Инструмент листовой штамповки – штампы.
Штампы делят на простые и сложные. Простые штампы выполняют одну операцию. Сложные штампы за один ход ползуна пресса выполняют несколько операций.
Оборудование для листовой штамповки: механические прессы, гидравлические прессы, автоматы, различные ножницы, установки для штамповки с применением энергетических импульсов и др.
3.4 Методика выполнения работы
Задание. Изготовить деталь рис. 3.4 листовой штамповкой.
Рисунок 3.4 – Эскиз детали
Решение
Для изготовления детали (рис. 3.4) – исходная заготовка – листовой прокат (из табл. А.1) необходимо: разработать маршрут изготовления детали; рассчитать мощность необходимую для выполнения разделительных операций; выбрать оборудование; рассчитать размеры заготовки для изготовления детали; рассчитать усилие формообразующей операции и операций вырубка и пробивка.
3.4.1 Маршрут изготовления детали листовой штамповкой
005 Отрезка.
Ножницы гильотинные.
010 Отрезка.
Ножницы гильотинные.
015 Вытяжка.
Пресс 160 т ПД 476. Штамп Ж3 810.090.
020 Вырубка.
Пресс 10 т К 2320. Штамп Ж3.102.889.
025 Пробивка.
Пресс 10 т К 2320. Штамп Ж3.805.689.
1. Отрезка – разделительная, заготовительная операция получения заготовок из листового проката в виде полос. Для отрезки выберем ножницы с наклонными (гильотинные) ножами. Качество резки зависит от заточки ножей и от зазора z между ними. Для расчета – зазор z из табл. А.2 .
а ) Мощность, необходимая на выполнение разделительных операций определяется по формуле (кВт):
где A – работа резки за один ход (Н . мм), n – число ходов ножа в минуту (ход/мин), η – коэффициент полезного действия ножниц η = 0,75.
б) Работа резки за один ход определяется по формуле (Н.мм):
А = Р . Н,
где Р – усилие резки (Н); Н – раскрытие ножниц (мм).
в ) Усилие резки Р определяется по формуле (Н):
где S – толщина материала (м); σвср = 0,8 . σв (МПа); К – коэффициент, учитывающий заточку ножей К = 1,75; α – угол реза (угол раскрытия ножниц), град. (табл. А.2).
г) Раскрытие ножниц Н определяется по рис. 5 (на рисунке указываются размеры варианта) и формуле (мм):
Н = а + b,
где а = S + z; z – зазор между ножами равен 0,6S (мм) (табл. ).
b = L. tgα, мм,
где L – длина реза (наибольшая ширина разрезаемого металла),мм (табл. А.2).
Рисунок 3.5 – Схема резки на ножницах с наклонными (гильотинными) ножами
д) По рассчитанной мощности, выбираем модель ножниц с наклонными (гильотинные) ножами (из табл. Б.1).
2. Вытяжка – формоизменяющая операция для изготовления детали заданной конфигурации из листового материала.
а) Определение размеров заготовки под вытяжку.
Поверхность заготовки при вытяжке изменяется незначительно и размеры заготовки можно определять из условия равенства поверхности детали (по средней линии) и площади плоской заготовки (рис. 3.6).
Определение диаметра заготовки изделия при вытяжке выполняем по рис. 3.6 и формуле:
В формуле диаметры: d2 = D; d3 = D2; (D, D2 по варианту задания табл. А.1). Размеры d1 и f – рассчитываются.
d3
9о±1о
d2
d1
Рисунок 3.6 – Эскиз для определения диаметра заготовки изделия при вытяжке
3. Расчет усилия для выполнения формообразующей операции
Чтобы сжимающие напряжения во фланце не привели к потере устойчивости (образованию складок), применяем прижим.
Величина усилия для подбора пресса при вытяжке определяется по формуле, МН:
Pпресс = π .D . S . σв . K + q .Fпр,
где D – диаметр заготовки под вытяжку, м; q = 0,3 МН/м2 – удельное усилие вытяжки, (для углеродистой стали); Fпр – площадь контакта прижима и заготовки в начальный момент вытяжки, м2.
4. Расчет усилия при вырубке и пробивке.
При вырубке и пробивке в штампах с параллельными режущими кромками усилие определяется по формуле, кН:
где π . D – длина окружности (периметр вырубаемого контура или пробиваемого отверстия, размеры диаметров по рис.5 и табл. А.1), в м;
s – толщина материала (по рис. 3.4 и табл. А.1) в м;
σср – удельное сопротивление среза в МПа ( σср = 0,8 . σв);
K = 1,2 – коэффициент запаса, учитывающий влияние притупления режущих кромок и колебание изменения механических свойств вырубаемого материала.