Технологическая часть

2. Конструктивно- технологический анализ детали. Выбор заготовки и схемы штампа.

2.1 Изучить конструкцию детали и дать анализ ее технологичности.

Конструкция данной детали, “Петля”, имеет не сложную конфигурацию. Деталь является плоской, внутренний контур образован вырубанным отверстием, диаметром 5,8 мм, наружный контур – прямоугольник с одним закругленным углом. Деталь имеет толщину 2 мм. Изготавливается из тонколистовой стали 30ХГСА ГОСТ 4543-71. При изготовлении детали необходимо выдержать 14 квалитет точности.

Эскиз детали показан на рис. 2.1

Рисунок 2.1 - Эскиз детали «Петля»

Материал детали обладает следующими механическими свойствами:

• Предел прочности = 1080 МПа;

• Предел текучести = 830 МПа;

• Модуль упругости Е = 215 Гпа;

• Относительное удлинение после разрыва = 11%. [6]

В качестве основных показателей технологичности деталей установлены уровни технологичности по трудоемкости и технологической себе стоимости. В процессе проведения анализа на технологичность необходимо стремится к максимальному снижению указанных показателей путем такого изменения элементов конструкции деталей, при котором достигается наименьшее число операций, максимальное упрощение конструкции штампа.

Технологические процессы холодной штамповки могут быть наиболее рациональными лишь при условии создания технологической конструкции или формы детали, допускающей наиболее простое и экономичное изготовление.

Под технологичностью понимают такое сочетание конструктивных элементов, которые обеспечивают наиболее экономическое и простое изготовление деталей при соблюдении технологических и эксплуатационных требований и максимального коэффициента использования материала (КИМ).

Основными показателями технологичности детали при листовой штамповке являются:

1. Обеспечение максимального КИМа;

2. Обеспечение максимального качества детали при низкой трудоемкости ее изготовления;

3. Отсутствие последующей обработки детали;

4. Размер пробиваемого отверстия больше минимально допустимого ( );

При изготовлении детали листовой штамповкой необходимо выполнить операции вырубки пробивки.

2.1.1 Определение размеров заготовки, а также выбор оптимальной схемы стандартного листа, что обеспечивает максимальный ким.

Размер заготовки определяется из данного чертежа изготавливаемой детали. Размещение детали на листе с учетом перемычек и отступов выбираем из таблиц. [3]

Для листовой штамповки выбор исходной заготовки осуществляется путем экономического анализа возможных вариантов раскроя материала и определения оптимального.

Оптимальную схему раскроя полосы для штамповки конкретной детали в каждом отдельном случае определяют путем анализа нескольких вариантов с учетом преимущества каждого из них. Для рационального раскроя необходимо выбрать схему расположения заготовки в полосе и расположение полос на листе стандартных размеров.

При штамповке детали из полосы, между соседними деталями должна быть перемычка, обеспечивающая достаточную прочность и жесткость полосы. Для определения перемычек используют экспериментальные данные. Для толщины материала 2 мм:

• Расстояние от детали до края полосы m = 2мм;

• Расстояние между деталям n = 2мм

Определим ширину полосы и шаг штамповки:

Ширина полосы определяется по формуле (1.2.1)

lпол = lд + 2m = 35 + 2*2 = 39 мм (1.2.1)

Шаг штамповки определяется по формуле

Шшт = Нд + n = 17 + 2 = 19 мм (1.2.2) [5]

Рисунок 2.2 - Схема раскроя полосы.

Сравним продольное и поперечное расположение заготовки в полосе и размещение ее на стандартном листе:

а) Лист 800×1500 мм

• Полосы располагаются горизонтально

Рисунок 2.3 - Схема раскроя листа

Количество полос:

Nп = L/m=800/39 ≈ 20

Количество деталей в полосе:

Nд = B/n=1500/19 ≈ 78

Остаток: 800 – 20*39 = 20 (мм);

Остаток: 1500 – 78*19 = 18 (мм);

Определим КИМ по формуле (1.2.3)

η = N*F/B*L = 20*78*554,84741/1500*800 = 0.7213 =72,13%

где N- количество заготовок на листе;

F=554,84 мм²- площадь одной детали;

B, L- ширина и длина разрезаемого листа;

m, n – ширина и длина заготовки

• Полосы располагаются вертикально:

Рисунок 2.4 - Схема раскроя листа

Количество полос

Nп = 1500/ 39 ≈38

Количество деталей в полосе

Nд = 800/19 ≈ 42

Остаток: 800 – 42*19 = 2 (мм);

Остаток: 1500 – 38*39 = 18 (мм);

Определим КИМ по формуле (1.2.3)

η = N*F/B*L = 38*42*554,84/1500*800 = 0.7379 = 73,79%

В варианте с вертикальным расположением полос КИМ больше.

б) Лист 600×1200 мм

• Полосы располагаются горизонтально:

Рисунок 2.5 - Схема раскроя листа

Количество полос:

Nп = 600/39 ≈ 15

Количество деталей в полосе:

Nд = 1200/19 ≈ 63

Остаток: 600 – 15*39 = 15 (мм);

Остаток: 1200 – 63*19 = 3 (мм);

Определим КИМ по формуле (1.2.3)

η = N*F/B*L = 15*63*554,84/1200*600 = 0.7282 = 72.82%

• Полосы располагаются вертикально:

Рисунок 2.6 - Схема раскроя листа

Количество полос:

Nп = 1200/39 ≈ 30

Количество деталей в полосе:

Nд = 600/19 ≈ 31

Остаток: 600 – 31*19 = 11 (мм);

Остаток: 1200 – 30*39 = 30 (мм);

Определим КИМ по формуле (1.2.3)

η = N*F/B*L = 31*30*554,84/1200*600 = 0.71,67 = 71,67%

После сравнения двух стандартных листов выбираем вариант а) Лист 800×1500 мм с вертикальным расположением полос. При таком расположении полос КИМ наибольший, и составляет 73,79%.