20

Введение

Холодная штамповка – одна из самых прогрессивных технологий получения заготовок, а в ряде случаев и готовых деталей изделий машиностроения, приборостроения, радиоэлектронных и вычислительных средств. По данным приборостроительных и машиностроительных предприятий до 75 % заготовок и деталей изготавливается методами холодной штамповки. По этой причине вопросы проектирования технологических процессов изготовления деталей холодной штамповкой включены в учебные программы курсов «Технология деталей и узлов», «Материалы и материаловедение РЭС», «Техника и технология машиностроительного производства» и др.

Выполнение студентами курсового проекта по данной теме позволит им более глубоко изучить технологию и овладеть методикой проектирования технологических процессов изготовления деталей способами холодной штамповки. В то же время решение практических задач проектирования технологической оснастки позволит студентам освоить правила оформления сборочных чертежей и деталировки в соответствии с требованиями ЕСКД. Это несомненно будет полезным в дальнейшем при выполнении курсовых и дипломного проектов.

Ограниченный объем методических указаний не позволяет рассмотреть все процессы холодной штамповки. Поэтому в данной работе рассмотрены наиболее широко используемые в промышленности операции вырубки и пробивки.

Данные указания подготовлены в соответствии с методическими указаниями по курсовому проектированию [1], в которых рассмотрены общие вопросы проектирования технологических процессов (ТП) и даны рекомендации по выполнению и оформлению курсового проекта.

1. Методика разработки технологии вырубки - пробивки

Методика разработки технологии вырубки – пробивки состоит из следующих основных этапов:

1. анализа физико-механических, химических, конструкционно-технологических свойств материала штампуемой детали;

2. анализа технологичности конструкции детали;

3. определения раскроя материала и расчета размеров заготовки;

4. разработки маршрутной и операционной технологий;

5. определения технологических режимов и выбора оборудования;

6. проектирования технологической оснастки;

7. технологического нормирования операций штамповки;

8. оформления конструкторской и технологической документации.

Рассмотрим содержание каждого из этих этапов.

2. Анализ физико-механических, химических,

конструкторско-технологических свойств материала детали

Цель этого раздела – показать пригодность заданного материала для холодной штамповки либо найти ему замену или предложить рекомендации по специальной обработке.

Наиболее распространенными материалами, применяемыми в холодноштамповочном производстве, являются прокат металлов: стали, меди и ее сплавов, алюминия и алюминиевых сплавов, никеля и его сплавов, цинка и др., а также неметаллические материалы. Материал детали должен удовлетворять не только ее назначению и условиям работы, но и технологическим требованиям, вытекающим из характера производимых при изготовлении деформаций.

Вследствие этого материал должен обладать определенными физическими, химическими и механическими свойствами, удовлетворяющими техническим условиям по толщине и качеству поверхности.

Пригодность металла для штамповки характеризуется прежде всего его механическими характеристиками:

а) прочностными – пределом текучести σ_Т и пределом прочности σ_В ;

б) пластическими – относительным удлинением δ и относительным сужением ψ;

в) сопротивлением срезу σ_СР;

г) твердостью.

С увеличением относительного удлинения δ штампуемость металла улучшается, а с увеличением твердости – ухудшается. На штампуемость влияет и отношение предела текучести σ_Т к пределу прочности σ_В. Чем оно меньше, тем лучше штампуемость (для вытяжки σ_Т/σ_В ≤ 0,5). Сопротивление среза σ_СР связано с пределом прочности σ_Т соотношением σ_СР ≈ 0,8σ_Т и определяет усилия, требуемые для реализации штамповочных операций: чем оно больше, тем более мощным должен быть пресс, более прочными детали штампа и т.д.

Металлы, склонные к старению, плохо противостоят напряжениям, возникающим при формообразующих деформациях. С другой стороны, старение, как и наклеп, приводит к повышению твердости и прочности, потере пластичности и ударной вязкости. Последствия явлений старения и механического упрочнения можно устранить за счет предварительного или промежуточных отжигов заготовок.

При оценке штампуемости, кроме механических свойств, следует также принимать во внимание химический состав и микроструктуру материала [2,3,4]. Повышенное содержание примесей, газов, а также легирующих элементов и добавок изменяет структуру металла и его механические характеристики.

Неметаллические материалы отличаются от металлов своей структурой, физическими и механическими свойствами; большинство из них имеют аморфную или ярко выраженную слоистую или волокнистую структуру. В то же время они обладают значительно меньшими, чем у металлов плотностью, твердостью и относительно низкими механическими показателями [2,5].

Таким образом:

• физико-механические свойства материала должны соответствовать процессу и характеру деформаций;

• формоизменение заготовки, как правило, сопровождается значительным повышением механических характеристик материала, что позволяет использовать в качестве исходного менее прочный, но более пластичный материал.