Лабораторная работа № 6

ИССЛЕДОВАНИЕ РЕЖИМОВ ЛИСТОВОЙ штамповки

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Научить студента производить выбор боковых перемычек и ширины полосы при раскрое штампуемых материалов. Определить усилия вырубки при холодной штамповке деталей и оценить стойкость штампа. Сравнить действующий технологический процесс с расчетными данными.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Изучить устройство вырубного совмещенного и последовательного штампа, определить периметр листа магнитопровода и определить вырубное усилие штампа. Определить величину перемычек для исследуемой детали и подобрать стандартный сортамент стали для его изготовления и определить стойкость штампа

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

Основные требования к штампованным листам:

-- контуры отдельных листов при сборке должны совпадать;

-- заусенцы на деталях не допускаются или они должны быть минимальными;

--при сборке листов магнитопровода заусенцы должны быть направлены в одну сторону;

-- вдоль контура среза не должно наблюдаться явление наклепа (устраняется отжигом);

-- не допускается коробление листов.

Электротехнические стали для повышения удельного электрического сопротивления имеют присадку кремния, что повышает твердость материала, увеличивает его хрупкость и приводит к быстрому затуплению режущих кромок инструмента.

При организации штамповочных работ большое значение имеет правильный расчет вырубных усилий для экономически оправданной загрузки прессов.

С таль приходит на завод в виде листов со стандартными размерами (мм):

Листы разрезают на полосы. Размеры полос определяются габаритными размерами пластин магнитопровода с учетом припуска на штамповку. Важно выбирать внешний диаметр детали и размеры листа сортамента таким образом, чтобы удавалось избежать немерных остатков (полос) материала. Например, при диаметре пластины 500 мм из листа 1000 2000 мм получаем 3 пластины (рис.24). При диаметре листа 493 мм лист этот же раскраивается без остатка, и из него получается 8 пластин. Поэтому при выборе наружных диаметров пластин следует руководствоваться такими соображениями:

или (23)

где а – длина листа сортамента электротехнической стали

i- число полос (это число целое);

b- минимальный односторонний припуск для штамповки. Его величина зависит от диаметра пластины и толщины листа:

Диаметр пластины, мм	Припуск на штамповку, мм
до 245	4 - 5
от 327 до 493	6 7
от 493 до 990	10

Диаметры роторов асинхронных двигателей не нормализованы, так как листы ротора обычно штампуют из внутренних отходов листов статора.

Степень рационального расходования металла при штамповке имеет большое значение. О степени использования листа заготовки судят по коэффициенту использования материала:

, (24)

где: F – площадь детали, мм²;

N – число деталей, получаемых из листа;

h – ширина листа сортамента, мм;

а – длина листа сортамента, мм.

Увеличение коэффициента k_и достигается за счет:

- выбора минимального припуска b на штамповку (см. рис.24);

- размещения деталей на сортаменте в шахматной порядке, что практикуется при использовании рулонной стали;

- изменения контура детали с переходом на квадрат;

- использования отходов для штамповки более мелких деталей.

Расчет номинальной ширины полосы производят, исходя из условия сохранения минимально необходимой перемычки b (рис.24) проводят по формулам:

а) с боковым прижимом полосы (рис.25а)

В = D + 2b +Δш; A=B+z (25)

б) без бокового прижима полосы (рис.25б)

В=В+2(b+Δш); A=B+2z (25)

где: B - ширина полосы; D - размер вырубаемой детали (поперек полосы); b - величина боковой перемычки; Δш – односторонний (минусовый) допуск на ширину полосы; z- гарантийный зазор между направляющими штампа и наибольшей возможной шириной полосы; A – просвет между направляющими планками штампа

При работе с боковым прижимом номинальная ширина полосы получается меньше, чем при работе без бокового прижима, на сумму величины гарантийного зазора и допуска на ширину полосы. Таблица 2 Величина гарантийного зазора при штамповке без бокового прижима полосы

Ширина полосы, мм	Величина зазора z в мм в зависимости от типа раскроя
	однорядный	встречный
До 100	0,5 - 1,0	1,5 - 2,0
Свыше 100	1,0 - 1,5	2,0 - 3,0
Примечание: при однорядном типе раскроя большие значения применяются для большей толщины материала.

Для массового производства это имеет экономическое значение, так как дает существенную экономию материала. При автоматической валковой подаче боковые прижимы не применяются, так как боковое трение вызывает торможение и проскальзывание ленты, вследствие чего нарушается режим подачи материала. Для материалов толщиной менее 0,3 мм боковые прижимы также не применяются.

Вырубкой называется операция получения плоских деталей путем отделения материала от заготовки по замкнутому контуру

Расчет вырубных усилий основан на том, что определяется усилие, при котором наступит разрушение материала. Поэтому в формулу следует подставить предел прочности материала на сдвиг.

(26)

где Р - усилие вырубки, кН;

L - периметр вырубаемого изделия, мм

S - толщина материала, мм;

τ_ср - сопротивление материала срезу, равное 0,8—0,9 предела прочности данного материала (для электротехнической стали предел прочности σ_в= 190÷200 Н/мм²);

n – количество одновременно вырубаемых деталей на одном штампе (многоместный штамп);

k=1.15÷1,25 – опытный коэффициент, учитывающий неравномерность толщины и прочности материала.

На рис.26 технологический зазор δ/2 выбирается в зависимости РТ толщины и механических свойств штампуемого материала и для электротехнической листовой стали выбирается по соотношению

(27)

Высота цилиндрической части матрицы определяет стойкость штампа или допустимое число перезаточек в процессе эксплуатации. Расчетная стойкость штампа определяется по соотношению

(28)

Где Δh – толщина слоя, снимаемого при перезаточке.

ОБОРУДОВАНИЕ, ИНСТРУМЕНТЫ, МАТЕРИАЛЫ, ПРИБОРЫ

1.Лист магнитопровода различных электрических машин - 5шт

2. Штангенциркуль

3. Микрометр

4. Штамп совмещенный

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1. Определить периметр вырубной линии листа

2. Рассчитать усилие вырубки Р, определить основные требования к прессу, обеспечивающему расчетные усилия вырубки.

3. Выполнить расчет перемычек.

4. Подобрать сортамент материала штампуемых деталей.

- при серийном производстве – лист,

- при массовом производстве - рулон.

5. Вычертить карту раскроя.

6. Вычислить коэффициент использования стали.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Что называют вырубной штамповкой?

2. Какие сортаменты электротехнической стали используются в отрасли?

3. Как обеспечить максимальный коэффициент использования электротехнической стали?

4. Для чего и как выбираются боковые перемычки?

5. От чего зависит и как определить вырубное усилие штампа?

6. Для чего предназначен и как устанавливается боковой зазор между пуансоном и матрицей?

7. Каковы типы штампов и в каких случаях они применяются?