2.5 Расчет коэффициента использования материала

Общий коэффициент использования материала при штамповке из полосы рассчитывается из выражения:

, (17)

где - площадь вырубаемой заготовки (без учета отверстий),

- количество заготовок из листа,

и - ширина и длина листа соответственно.

Для нахождения площади заготовки разбиваем ее на 3 фигуры: квадрат S₁, квадрат со скругленным углом S₂, квадрат со скругленным углом и двумя заостренными углами S₃ (Рисунок 3).

Рисунок 3 – Развертка детали

Значение величины составит:

.Произведем расчет общего коэффициента использования материала из полосы для каждого варианта:

;

;

;

.

Из выполненных расчетов можно сделать вывод, что, используя лист материала размером мм, вариант раскроя «а», для разработки технологического процесса изготовления деталей, можно достичь большей эффективности, по сравнению с другими вариантами.

2.6 Расчет усилия резки листа на полосы и подбор гильотинных ножниц

Подбор гильотинных ножниц производится исходя из усилия резания и ширины (длинной стороны) отрезаемой полосы.

Определяем усилие резания по формуле:

где = 1 мм – толщина материала;

=36 кг/мм² (360 МПа);

- угол створа ножей (принимаем ориентировочно);

k =1,3 - коэффициент, учитывающий затупление ножей, разброс механических свойств материала и др.

кг (~8,9 кН);

Ножницы для резки материала толщиной S₀ ≤1,6 мм и пределом прочности , шириной реза 1600 мм по каталогу выбираем модель Н-472 (ГОСТ 6282-52). Правильность их выбора проверяем по развиваемому усилию резания:

кг (~32 кН);

Таким образом, для техпроцесса можно рекомендовать гильотинные ножницы модели Н-472. Характеристики данных ножниц приведены в Приложении А.

2.7 Определение усилий вырубки развертки детали, выбор марки пресса

В процессе вырубки листового металла возникает сложное неоднородное силовое поле, сконцентрированное вблизи режущих кромок пуансона и матрицы. Расчетное усилие процесса среза штампами с параллельными режущими кромками при вырубке заготовок по наружному контуру определяется по формуле:

,

где - длина периметра резания.

Длина наружного контура заготовки составит:

Рассчитаем усилие среза:

кг(~59,2 кН).

Усилие необходимое для снятия полосы с пуансона, определяется по формуле:

,

где - полное усилие вырубки, кгс;

- коэффициент, определяемый в зависимости от типа штампа и толщины материала. Значение , поскольку используется штамп последовательного (вырубка - пробивка) действия [1]. Отсюда:

кН.

Усилие, необходимое для проталкивания детали через матрицу определяется из выражения:

,

где - полное усилие вырубки, кгс;

- коэффициент, устанавливающий соотношение между и ;

n – количество заготовок, находящихся одновременно в цилиндрической шейке матрицы;

- толщина вырубаемых деталей, мм.

В данном случае где ≈ 0,1 -при вырубке «на провал» [1,с.21];

Учитывая необходимость периодического ремонта – перешлифовки режущей кромки матрицы, принимаем n=3:

Таким образом:

кН.

Усилие резания при пробивке семи отверстий составит:

,

Для отверстия диаметром мм усилие резанья составит:

кг(~31,65 кН).

Усилие снятия заготовки с пуансона в данном случае рассчитывается для многопуансонного пробивного штампа, поэтому коэффициент [1]. Значение усилия:

кН.

Усилие проталкивания отхода при вырубке отверстий на провал со значением коэффициента и [1] составит:

кН.

Полное усилие для выполнения совместной операции рассчитывается из выражения:

где - коэффициент, учитывающий неравномерность механических свойств и толщины материала, притупление режущих кромок штампа.

Подставив найденные значения получаем величину полного усилия пресса, равную:

кН.

Подбор пресса для выполнения совмещенной операции осуществляем, исходя из следующих требований:

• полное усилие штамповки составляет кН;

• величина рабочего хода ползуна;

• закрытая высота штампа ориентировочно составляет: мм;

• габариты штампа в плане ориентировочно равны ,

для данного случая мм.

Проанализировав требования, выбираем

Подробные характеристики штампа представлены в Приложении Б