Порядок выполнения работы
Исходными данными для технологических расчетов холодной листовой штамповки являются: чертеж детали с необходимыми размерами и прочностные характеристики материала.
1. Начертить деталь-гильзу. Исходные данные представить в виде соответствующей строки (№ варианта) таблицы 1.
2. Определить площадь заготовки F по серединному сечению, исходя из расчета площадей отдельных ее элементов F1, F2, F3.
3. Определить диаметр исходной плоской заготовки D с учетом припуска на обрезку фестонов.
4. Рассчитать усилие вырубки плоской заготовки РВЫР.
5. Вычислить потребный общий коэффициент вытяжки mОБЩ.
6. Определить минимально допустимый коэффициент вытяжки m (формула 8) и оценить необходимость использования прижима.
7. Для определения количества переходов подсчитать относительную толщину заготовки и определить минимальный возможный коэффициент вытяжки на первом переходе m1 (табл. 3). В случае, когда потребный общий коэффициент вытяжки mОБЩ меньше m1 принять для расчетов значение m1 для выполнения первого перехода.
8. Определить диаметр гильзы после первого перехода (d1) исходя из принятого значения коэффициента вытяжки m1 на первом переходе.
9. Рассчитать усилие вытяжки на первом переходе Р.
1. Расчет исходного размера плоской заготовки
Диаметр исходной заготовки D находят из условия неизменной толщины и площади ее поверхности при вытяжке, т.е. FЗАГ = FДЕТ. Расчет ведется по серединной поверхности – поверхности бесконечно малой толщины, делящей толщину стенки заготовки пополам (рис. 3).
Рис. 3. Гильза с припуском под обрезку: F1, F2, F3 – площади элементов детали (цилиндра, тороида, дна соответственно)
Сечение детали по чертежу разбивает на отдельные элементы. Для цилиндрической гильзы это: дно, тороид (с радиусом R) и цилиндр. Площади этих элементов вычисляют по геометрическим формулам:
площадь цилиндра: |
|
(1) |
площадь тороида: |
|
(2) |
площадь дна: |
|
(3) |
,
,
,
Площадь детали (F) определится как сумма площадей ее отдельных элементов:
F = F1 + F2 + F3. |
(4) |
Прокат, который используют в качестве
исходного материала для листовой
штамповки, характеризуется анизотропией
свойств, в частности, пластичность вдоль
и поперек листа неодинакова. Данное
обстоятельство является причиной
появления неровностей (фестонов) на
краях изделия, полученного вытяжкой.
Для того, чтобы получить ровный край,
верхнюю часть (
)
изделия обрезают. Припуск на обрезку
учитывают при расчете площади исходной
заготовки путём увеличения на ~5 %
суммарной площади изделия. Исходя из
формулы площади круга, окончательно
имеем:
|
(5) |
,
где FЗАГ – площадь плоской заготовки.
2. Расчет усилия вырубки заготовки
Усилие вырубки определяется как произведение площади среза и сопротивления металла срезу (sСР):
|
(6) |
,
где
l – периметр вырубки
(для круглых отверстий
);
t – толщина листа;
– предел прочности материала заготовки на срез (см. табл. 2);
k – коэффициент, учитывающий притупление режущих кромок ножа, неравномерность толщины и механических свойств материала (принимают k = 1,1…1,3).
Таблица 2
Сопротивление срезу , МПа
некоторых сплавов (средние значения) в отожженном состоянии
Материал |
Сталь 08кп |
Сталь 10 |
Сталь 20 |
Латунь Л68 |
, МПа |
265 |
290 |
310 |
250 |