3.4. Разработка тп лш (алгоритм расчета размеров заготовки)

Определение формы и размеров исходной заготовки, раскроя и коэффициента использования материала (КИМ) рассмотрим на примере получения цилиндрической детали с использованием вытяжки (рис. 3.1).

Рис. 3.1. Схема цилиндрической детали

без фланца

При вытяжке без утонения стенок детали изменением толщины металла пренебрегают и определение размеров заготовки производят по равенству

площади поверхности заготовки и готовой детали с припуском на обрезку:

F_дет = F_заг,

где F_дет - площадь поверхности детали после вытяжки; F_заг – площадь исходной заготовки.

Для цилиндрических деталей заготовка имеет форму круга диаметром

.

где f₁, f₂,, f₃ – площади отдельных простых геометрических фигур, на которые разбивают поверхность детали, мм² (рис. 3.1). Эти площади рассчитывается после приведения чертежа детали к средней линии (рис. 3.2).

Рис. 3.2. Схема детали по

средней линии

На рис. 3.2 показана схема разделения поверхности детали на простые элементы. Причем размеры детали приведены к средней линии:

; ; ; .

Примеры формул для расчета площадей простых фигур:

; .

На рис. 3.2 П – односторонний припуск на обрезку по высоте детали. После вытяжки край детали будет волнистый и его нужно обрезать. Край волнистый из-за анизотропии свойств прокатанного метала (свойства разные вдоль и поперек направления прокатки); неравномерности контактного трения и т.д.

Для детали без фланца припуск на обрезку П выбирается из таблицы в

зависимости от полной (h) и относительной (h/d) высоты детали. Чем больше h

и h/d , тем большую величину имеет П.

Детали, полученные вытяжкой, могут иметь различную форму (рис. 3.3). Каждой типовой форме присваивается свой код, который при использовании САПР ТП задается в исходных данных. В зависимости от кода используются различные формулы для расчета диметра заготовки.

Код 1 Код 4

Код 2 Код 5

Код 3 Код 6

Рис. 3.3. Виды деталей, получаемых вытяжкой

3.5. Разработка тп лш (алгоритм расчета раскроя и ким)

Рассмотрим вырубку круглой заготовки из полосы, которая, в свою очередь, получается при резке листа на ножницах.

Расчет номинальной ширины полосы В (рис. 3.3) производится исходя из условия сохранения минимально необходимой боковой перемычки b при различных способах подачи и допусках по ширине полос.

Ширина полосы при штамповке без бокового прижима рассчитывается по формуле

; ,

где z - зазор между направляющими и наибольшей возможной шириной полосы; ∆_ш - односторонний (минусовой) допуск на ширину полосы.

Рис. 3.4. Параметры полосы:

D – диаметр вырубаемой заготовки;

Ш – шаг штамповки;

а – междетальная перемычка

Перемычки a и b назначаются в зависимости от толщины металла s, размеров и конфигурации вырубаемой заготовки, наличия бокового прижима при вырубке. Допуск на ширину полос ∆_ш назначается в зависимости от толщины металла s и ширины полосы В. Гарантийный зазор z при штамповке без бокового прижима также выбирают в зависимости от s и В. Большие значения z принимаются для большей толщины металла.

На рис. 3.5 показан поперечный и продольный способы раскроя листа на полосы (штриховкой показан отход металла). Для выбора оптимального варианта технологии следует рассмотреть несколько способов раскроя разных листов. По ГОСТ 19904-90 «Прокат листовой холоднокатаный. Сортамент» выбирают несколько вариантов размеров листа с разными значениями В_л и L_л.

Для каждого из листов рассчитывают количество заготовок при продольном и поперечном вариантах раскроях, коэффициент раскроя, норму расхода.

Коэффициент раскроя:

,

где n – количество заготовок, полученных из листа; - площадь вырубаемой круглой заготовки; и - соответственно ширина и длина листа. Коэффициент раскроя оценивает в процентах долю «полезной» части металла, т.е. металла вырубленных заготовок.

а) б)

Рис. 3.5. Способы раскроя листа на полосы: а - поперечный, б - продольный

Норма расхода:

,

где - масса листа, кг; =7,85 г/см³ – плотность металла (стали); размеры , и s в эту формулу поставлять в мм. Норма расхода – это масса всего металла, затраченного на получение заготовки. Величина N включает массу заготовки и массу отхода.

Масса заготовки

,

где - площадь заготовки.

Количество заготовок, полученных из листа

,

где - количество полос из листа, - количество заготовок из полосы.

Значения и определяются в зависимости от вида раскроя листа. Например, при продольном раскрое:

, .

В обоих случаях результаты расчета и округляют до целого числа в меньшую сторону.

Из анализа результатов расчета всех вариантов раскроя САПР выбирает

оптимальный вариант, при котором получена наименьшая норма расхода N и, следовательно, наибольшее значение коэффициента раскроя .

Для оценки эффективности технологии ЛШ рассчитывают также коэффициент использования металла (КИМ):

,

где - масса готовой детали; - площадь поверхности готовой детали (например, после вытяжки и обрезки припуска или пробивки отверстия; определяется по чертежу детали). Зная и можно определить площадь и массу отходов.