Министерство образования и науки РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего

профессионального образования «Самарский государственный аэрокосмический

университет имени академика С. П. Королева

(национальный исследовательский университет)»

Факультет летательных аппаратов

Кафедра производства летательных аппаратов и управления качеством

в машиностроении

"Технологический процесс изготовления детали гибкой"

Пояснительная записка к курсовой работе

Выполнила: студентка группы 1410 Гребнева Н. Е.

Проверил: Ломовской О. В.

Самара 2012

ЗАДАНИЕ

Разработать технологический процесс изготовления детали методом холодной штамповки из материала 30ХГСА. Лист толщиной S = 1,0 мм.

Рисунок 1 – Эскиз детали

Таблица 1 – Геометрические размеры детали.

Обозначение	, мм	, мм	, мм	, мм	, мм	, мм	, мм	, мм	, мм	, мм	, мм
Размеры, мм	80	76	40	15	3	3	3	13	-	9	20

Материал – 30ХГСА

Таблица 2 – Механические свойства листового материала марки 30ХГСА

Строение материала	, МПа	, МПа	, МПа	, %	, %	, МПа		, МПа
Отожжен.	700	450	560	22	52	2,2	0,166	1110

РЕФЕРАТ

Курсовая работа

Пояснительная записка: 21 с., 4 рис., 6 табл., 4 источника.

Графическая документация: 1л. А1, 2л. А3

МАШИНОСТРОЕНИЕ, ШТАМПОВКА ХОЛОДНАЯ, ПРОЦЕСС ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ, ГИБКА, ОСНАСТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ, ШТАМП ДЛЯ ВЫРУБКИ ЗАГОТОВКИ, ПРОБИВКА ОТВЕРСТИЙ

В курсовой работе разработан штамп для вырубки заготовки и пробивки отверстия, определены основания и целесообразность изготовления детали гибкой, рассчитаны параметры заготовки и рациональный раскрой листа. Обоснована экономическая целесообразность выбранного плана технологического процесса. Проверены на прочность пуансон, определены исполнительные размеры пуансона и матрицы, а также центра давления штампа. Описана конструкция и принцип действия разработанного штампа.

СОДЕРЖАНИЕ

1.3 Экономический расчет 8

1.3.1 Определение типа производства и размера партии запуска деталей 8

1.3.2 Выбор типов и схем штамповой оснастки 9

1.3.3 Определение размера партии запуска деталей в производство 9

1.3.4 Нормирование вариантов плана изготовления детали по укрупненным нормативам и определение ее трудоемкости 11

1.3.5 Расчет технологической себестоимости детали 12

1.3.6 Оценка вариантов плана изготовления детали и выбор наиболее целесообразного из них 17

1.4.2 Расчет ширины полосы материала для вырубки заготовки 21

1.4.3 Расчет шага расположения заготовок 22

1.4.4 Расчет коэффициентов использования материала 23

1.4.5 Подбор гильотинных ножниц 25

1.4.6 Определение усилия вырубки заготовки – пробивки отверстий в инструментальном штампе 26

1.4.7 Подбор пресса для выполнения совмещенной операции 28

1.4.8 Определение усилий гибки заготовки 29

1.4.9 Подбор пресса для выполнения операции гибка 29

1.4.10 Расчет параметров пружинения материала после выполнения операции гибки 30

2 КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ 32

2.1 Обоснование конструктивной схемы штампа 32

2.2 Описание конструкции штампа и принципа действия 33

2.3 Определение исполнительных размеров элементов штампа 33

2.4 Расчет деталей штампа на прочность 35

2.4.1 Расчет пуансона на прочность 35

2.6 Применение в штампе нормализованных и стандартных деталей 37

2.7 Техника безопасности при листовой штамповке 38

2.8 Организация рабочего места штамповщика 38

Схема рабочего места штамповщика представлена на рисунке 5. 38

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 40

ВВЕДЕНИЕ

Холодная листовая штамповка является одним из наиболее прогрессивных технологических методов производства; она имеет ряд преимуществ перед другими видами обработки металлов как в техническом, так и в экономическом отношении.

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 их экономическое изготовление.

Разработка технологических процессов холодной штамповки и проектирование штампов неразрывно связаны между собой. Холодная штамповка объединяет большое количество разнообразных операций, которые могут быть систематизированы по технологическим признакам.

Определение размеров развертки детали, расчет теоретических усилий вырубки заготовки, пробивки отверстий, а также выполнения операции гибки является одним из важнейших этапов разработки технологического процесса холодной штамповки, обеспечивающих дальнейшее проектирование штампов.

При проектировании расчета элементов технологической оснастки необходимо производить расчет их на прочность, для оценки работоспособности штампа в целом.

1 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

1.1 Анализ технологичности конструкции детали

Общие технологические требования к конструкции листовых штампованных деталей:

1) Так как деталь имеет борта, которые обуславливает сложную форму заготовки, что вызывает или сложности проектирования заготовки на полосе. Или пониженный КИМ.

2) При проектировании раскроя листа на полосы необходимо включать в ТП операцию резка на ножницах, переход по удалению отхода, определяемого расположением полос в листе и деталей в полосе.

3) Так как деталь используется в авиации, а данные детали имеют допуски 12 квалитета, которые соответствуют 4 классу по ОСТ, что обеспечивает требования по экономичности.

При изготовлении деталей в заготовительно-штамповочном производстве необходимо учитывать следующие 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 прорезями (b > 2S).

2. При применении цельных матриц сопряжения в углах внутреннего контура следует выполнять с радиусом закругления г > 0,5S. В составных матрицах сопряжение сторон делать без закруглений.

3. Сопряжения сторон наружного контура следует выполнять с закруглениями лишь при вырубке детали по всему контуру. Для возможности применения безотходного раскроя следует, наоборот, допускать сопряжения сторон под прямым углом.

4. Следует избегать вырубки длинных и узких деталей постоянной ширины при b >3S, заменяя вырубку расплющиванием проволочных заготовок.

5. Наименьшее расстояние от края отверстия до прямолинейного наружного контура должно быть не менее S для фигурных круглых отверстий и не менее 1,5S, если края отверстия параллельны контуру детали.

6. Не следует располагать отверстия в заготовке, подлежащей гибке, близко к радиусу закругления детали. Наименьшее расстояние от края отверстия до загнутой полки должно составлять а ≥ г + 2S, где г — радиус изгиба.

7. Наименьшее расстояние между отверстиями при одновременной их пробив должно быть равно b= (2~ 3) S.

Рассмотрим требования применительно к данной детали.

1. Паза у заготовки нет.

2. г > 0,5S, 3 > 0,5·1,0. Требование 2 выполняется.

3. Так как деталь имеет малые габариты, целесообразно ее заготовку изготовлять вырубкой-пробивкой.

4. b >3S, 40>3·1,0. Требование 4 выполняется.

5. Требование 5 также выполняется, т.к. для данной детали расстояние от края отверстия до прямолинейного наружного контура для отверстий параллельных контуру детали – 4,5 мм.

6. Расстояние от края отверстия до загнутой полки а ≥ г + 2S =3+2·1,0=5мм. Для данной детали a_min = 10 мм. Требование 6 выполняется.

7. Наименьшее расстояние между отверстиями при одновременной их пробивке b= (2 ~ 3) S = 2 ~ 3 мм. Для данной детали b = 10 мм.

Основные технологические требования к конструкции изогнутых листовых деталей:

1. Минимально допустимые радиусы гибки следует применять лишь при конст­- руктивной необходимости. В большинстве случаев возможно применить увеличенные радиусы гибки r > 2S. Требование выполняется, т.к. 3 > 2·1=2.

2. При проектировании положение заготовки в полосе линию изгиба располагать поперек волокон проката.

5. Деталь гнется без перегиба.

6. Конструкция сборочного узла требует прилегания боковых полок стороны, таким образом, выполнить гибку с поднутренным закруглением в углах.

7. Наименьшая высота отгибаемой полки должна быть h >3S. Требование выполняется, т.к. 15>3·1=3

Данная деталь удовлетворяет всем изложенным требованиям. Таким образом, можно сделать вывод о ее технологичности.

2. Разработка технологической схемы изготовления детали

I вариант.

1. Раскрой листа на полосы.

2. Вырубка заготовки в штампе из полосы.

3. Пробивка отверстия .

4. Гибка заготовки в штампе.

5. Пробивка отверстий .

6. Доводка детали вручную.

II вариант.

1. Раскрой листа на полосы.

2. Вырубка заготовки в штампе из полосы с одновременной пробивкой в ней отверстий и .

3. Гибка заготовки в штампе.

4. Доводка детали вручную.

Во втором варианте количество операций меньше, чем в первом, и, следовательно, меньше трудоемкость работы. Поэтому применим второй вариант технологической схемы изготовления детали, так как штамп совмещенного действия упрощает процесс и уменьшает время, затрачиваемое на изготовление детали.

1.3 Экономический расчет

1.3.1 Определение типа производства и размера партии запуска деталей

Тип производства определяется в зависимости от ряда факторов, основным из которых является объем производства и производственная программа. Существенное влияние на тип производства оказывают габаритные размеры и конфигурация.

В соответствии с заданной годовой программой выпуска изделий и, с учетом, что ее габаритные размеры равны мм, по таблице 1 [1] принимаем, что производство среднесерийное.

1.3.2 Выбор типов и схем штамповой оснастки

Существенное влияние на тип штамповой оснастки оказывают масштаб и тип производства, геометрические параметры штампуемой детали и требования к ее качеству и точности изготовления.

С учетом того, что производство является среднесерийным, при выборе следует отдавать предпочтение комбинированным штампам, поскольку они обеспечивают большую производительность по сравнению с простыми штампами.

Наиболее рациональным является применение штампа с направляющими колонками, которые обладают высокой стойкостью и позволяют получать детали высокого качества. Штамп по желанию, необходимо оснастить автоматической подачей, для увеличения производительности процесса изготовления. Отход может удаляться путем провала через отверстие матрицы, либо автоматически разрезаться на ножах.

1.3.3 Определение размера партии запуска деталей в производство

При серийном производстве изготовление деталей производится периодически повторяющимися партиями. Партия представляет собой количество деталей одного наименования, изготовляемых при наладке оборудования, т. е. при одной установке штампа на прессе. Размер партии оказывает существенное влияние на технико-экономические показатели производства и конечную стоимость детали.

Для определения оптимальной величины партии используем следующее выражение:

, (1)

где - количество деталей в партии запуска, шт.;

- годовая программа производства деталей, шт.;

- число рабочих дней в году, равное 253 дням при двух днях отдыха и продолжительности рабочего дня 8 часов;

- необходимый запас деталей на складе в днях, для мелких деталей эта величина составляет дням;

- коэффициент, зависящий от типа серийного производства, для среднесерийного значение коэффициента составляет .

Подставив значения, получим:

деталей.

Существенное влияние на размер партии запуска оказывает стойкость штампов на данной операции. Измеряется она количеством деталей, отштампованных до износа рабочих частей штампов. Износ последних определяется по недопустимому снижению качества деталей либо по размерному браку деталей.

Найденное количество деталей не кратно годовой программе ( ), что недопустимо. Для обеспечения кратности расчетную партию следует либо несколько уменьшить, приняв шт., либо увеличить до шт. Оба этих значения кратны годовой программе: отношение равно соответственно 8 и 4.

Принимаем более близкое к расчетному значению шт.

Количество переналадок оборудования в течение года без учета времени на установку и снятие штампа находят по формуле:

. (2)

В рассматриваемом случае количество переналадок оборудования составит:

.