2 Технологические расчёты процесса хлш
В настоящее время известен не один десяток операций изучаемого процесса, но самыми распространёнными являются операции резки, вытяжки, протяжки, гибки, раздачи и обжима. Для каждой из предложенных операций соответствует своя характерная схема напряжённо-деформированного состояния. Данный курс содержит в себе описание самых распространённых операций процесса листовой штамповки и их описание. Рассмотрим операции в следующей последовательности поочерёдно.
Примечание: в этом разделе приводятся выборочные расчёты технологического маршрута и параметров обработки применительно к одному из выбранных изделий.
2.1 Анализ методов получения изделия
Данный пункт домашнего задания включает в себя описание всех основных операций процесса холодной листовой штамповки (вытяжка, гибка, обжим, раздача, вырубка и т.д.). Следует провести совмещённый анализ эскиза детали с операциями данного раздела. То есть требуется оценить предложенное заданием изделие на каждой из возможных операций и сделать вывод, какой операцией листовой штамповки данное изделие можно получить или нельзя, и каким способом целесообразнее это сделать. Для этого необходимо дать оценку изделия, дать краткое описание напряжённо- деформированного состояния изделия.
После выбора конкретной операции деформации обязательно следует указать весь маршрут производства изделия, т.е. составить технологический процесс. Технологический процесс- это наиболее выгодная выбранная последовательность изготовления детали.
2.2 Описание геометрии изделия
Данный пункт включает в себя конструктивное описание детали. Следует охарактеризовать геометрию изделия и, дав краткий конструктивный анализ, нужно указать операцию изготовления детали опираясь на первый пункт.
Примечание: если деталь имеет сложный профиль, то для более лёгкого описания её геометрии следует разбить на некоторое количество простейших сегментов и каждый из них кратко охарактеризовать. Их следует рассматривать в виде простейших геометрических фигур, если это плоская деталь, или простейших тел, если это объёмная деталь.
2.3 Раскрой листового материала
Прежде чем начать расчёт энерго- силовых параметров операций штамповки следует получить заготовку из листового материала, если это не трубная заготовка, которую, будем считать, получили ранее методом прессования или прокатки. Для получения заготовки под процесс холодной листовой штамповки поставляется холоднокатаный лист толщиной такой же, которую имеет деталь.
Различают несколько методов раскроя полосы (листа) на заготовки. Самыми распространёнными видами раскроя являются: параллельный и раскрой в шахматном порядке. Схемы обоих видов раскроя показаны на рисунке 1.
а) параллельный раскрой
б) шахматный раскрой
Рисунок 4 – Однорядный раскрой полосы
При выполнении схемы раскроя следует учитывать некоторые особенности листового материала и конструкции вырубаемого штампа, а именно: 1) наличие зазора между вырубаемыми заготовками; 2) припуск от края полосы до заготовки, равный величине зазора. Как правило, при разработке технологического процесса холодной листовой штамповки рассматривают оба вида раскроя листового материала, и важнейшей величиной расчётов в обоих случаях является коэффициент использования материала. На основе получившихся расчётов и по искомому коэффициенту делают вывод, каким способом целесообразней производить раскрой, то есть дают количественную оценку получаемых изделий. Выбирают тот вид раскроя, где коэффициент использования материала будет больше.
Величина зазора получается расчётным путём в зависимости от толщины полосы по формуле
∆=(2-3)S, мм, (1)
где ∆- припуск, мм,
S- толщина полосы, мм.
Вводят также понятие шага раскроя (если производство автоматизированное, то его называют шагом подачи), он также определяется расчётным путём
Ш=2R+∆,мм (2)
где Ш – шаг подачи, мм,
R- радиус заготовки, мм.
Если раскрой однорядный, то ширина полосы находится как
В=2∆+D, мм (3)
где В- ширина полосы, мм,
D- диаметр заготовки, мм.
Если раскрой в шахматном порядке, то ширина полосы находится из рис.1, б.
В=2∆+R+R+х=2∆+D+х (4)
Длина полосы или листа выбирается по ГОСТам: 1000мм, 2000мм и т.д. Ширина листа также принимается по ГОСТу: 500мм, 600мм, 800мм, 1000мм, 1200мм и т.д.
После расчёта ширины полосы принимает не расчётное её значение, а значение отвечающее ГОСТу:10мм, 12мм, 14мм, 16мм, 18мм, 20мм, 24мм, 26мм, 28мм, 30мм, 34мм, 35мм, 36мм, 38мм, 40мм, 44мм, 46мм, 48мм, 50мм, 55мм, 60мм, 65мм, 70мм, 75мм, 80мм, 85мм, 90мм, 95мм, 100мм и т.д.
Таким образом, в листе будет укладываться несколько полос, а в каждой полосе будет располагаться несколько заготовок. Процесс резки листа на полосы проводят такими способами, как: резка параллельными ножницами, гильотинными ножницами и дисковыми ножницами. Схемы резки листа на полосы и расчёт усилия операции приведено в таблице 1.
Таблица 1 – Определение усилий резания ножницами
Вырубка и пробивка заготовки ведётся в специальном штампе. Количество заготовок в полосе рассчитывается по формуле
(5)
где L- длина полосы, мм.
Для определения коэффициента использования материала необходимо вычислить площади полосы и заготовки. Площадей заготовки зависят от конфигурации получаемого изделия и для их определения следует пользоваться таблицами представленными в пунктах конкретной операции (см.пункты 2.4 – 2.10). Площади простейших фигур типа круг, квадрат, треугольник, прямоугольник не приведены в данных таблицах, следует пользоваться геометрическими формулами вычисления площадей простейших фигур (площади простейших фигур указаны в приложении 2). Для определения площадей заготовок следует пользоваться правилом равенства поверхностей, т.е. площадь детали равна площади заготовки; будем считать, что в рассматриваемых операциях не будет иметь место утонение стенки в процессе деформирования. Заготовкой может быть круг, прямоугольник, квадрат и труба, если деталь сложной формы, то форма заготовки подбирается, отклоняясь от общих правил проектирования, что на практике встречается в отдельных отраслях производства.
является Коэффициент использования материала- Ким является важным экономическим показателем, как было сказано выше. Его определяют исходя из процента использования материла заготовки по отношению ко всей площади полосы или листа, из которых получают заготовки по формуле
(6)
где Fз- площадь заготовки, мм2,
Fпол- площадь полосы или листа , мм2,
n- количество заготовок в полосе или листе, шт.
Приведённые расчёты являются основополагающими перед началом технологических расчётов операций холодной штамповки и многих методов ОМД. Расчёт силовых параметров для каждого вида операций свой. Рассмотрим некоторые операции холодной штамповки ниже.