Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Самарский государственный аэрокосмический университет

имени академика С.П. Королева

(национальный исследовательский университет)»

Инженерно-технологический факультет

Кафедра Обработки металлов давлением

Пояснительная записка к курсовому проекту

по курсу

«Автоматизация и механизация листовой штамповки»

Выполнил: Зигангиров А.А.

студент группы 4402

Проверил: Михеев В.А.

САМАРА 2014

ЗАДАНИЕ

Спроектировать автоматизированный комплекс для штамповки детали типа шайба из ленты на базе универсального кривошипного пресса и валковой подачи.

Материал детали Ст 20 пн

D= 63 мм

d= 20 мм

t=0,8 мм

Ϭ_В=500 Мпа

Ϭ_0,2= 340 Мпа

РЕФЕРАТ

Пояснительная записка: с., рисунков, таблиц, источников

ЛЕНТА, УСИЛИЕ, ХОД, ВАЛКОВАЯ ПОДАЧА, РАЗМАТЫВАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО, НАМАТЫВАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО, МУФТА ОБГОНА, ПРИВОД, ЦИКЛОВАЯ ДИАГРАММА, КРИВОШИПНЫЙ ПРЕСС.

Объектом исследования является автоматизированный комплекс для штамповки детали типа шайба из ленты на базе универсального кривошипного пресса и валковой подачи.

Цель данной работы – изучение основных характеристик и технологических возможностей валковой подачи, разматывающих и наматывающих устройств.

В результате работы был спроектирован автоматизированный комплекс для штамповки деталей типа шайба из ленты. В работе было определено усилие штамповки деталей типа шайба из ленты. В работе было определено усилие штамповки, выбрана схема штампа, пресс оборудование для автоматизированного комплекса, и построена цикловая диаграмма.

СОДЕРЖАНИЕ

ЗАДАНИЕ…………………………………..……………………….........2

РЕФЕРАТ…………………….……………..……….…………………....3

ВВЕДЕНИЕ………………………………..……………………………..5

1. Расчет размеров заготовки....................……………………………. 6

2. Расчет усилия вырубки………………………......………………….. 8

3. Расчет рабочего хода ползуна пресса…………..…………………. .9

4. Выбор пресса и анализ характеристик……………………………..12

5. Выбор схемы штампа...................................................…………........17

6. Выбор и расчет разматывающего устройства……………………. 19

7. Выбор и расчет наматывающего устройства……………………...23

8. Выбор валковой подачи...………………………………………….25

9. Расчет тягового усилия........................................................................28

10. Выбор и расчет муфты обгона……………..……………………...30

11. Расчет кинематических параметров привода подачи……………32

12. Построение цикловой диаграммы работы комплекса..………….33

ЗАКЛЮЧЕНИЕ………………………………………………………...35

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ...............................36

ВВЕДЕНИЕ

На показатели роста производительности труда рабочих и оборудования оказывает влияние использование различных средств автоматизации и механизации.

Все средства автоматизации и механизации состоят из ряда узлов и механизмов, функционально связанных между собой. Характерная особенность автоматизации это наличие взаимосвязи между всеми механизмами, осуществляемой через систему управления блокировки.

Автоматизация позволяет повысить производительность штамповочного оборудования за счет сокращения цикла штамповки, высвободить рабочих за счет интенсификации технологии штамповки, проведения на одном агрегате максимально возможно числа операций, улучшить качество и точность поковок за счет стабилизации технологического процесса, повысить безопасность труда.

Один из прогрессивных путей совершенствования кузнечно-штамповочного производства на современном этапе – создание технологических комплексов. Основой технологического комплекса становится автоматизированный или механизированный комплекс, замыкающий в себе технологический цикл изготовления детали. Такой комплекс представляет собой совокупность технологического оборудования и средств механизации и автоматизации основных и вспомогательных операций, размещенных на определенной площади и предназначенных для выполнения одной или нескольких операций.

1 РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ ЗАГОТОВКИ

Выберем однорядный раскрой деталей на ленте, приведенный на рисунке 1 в соответствии с рекомендациями [2] стр. 288.

Рисунок 1 – Схема расположения круглых деталей на ленте

Экономичность раскроя в значительной степени зависит от правильной величины перемычек. Для данной детали величина перемычек будет равна

a₁= t =0,8 мм

a₂= 1,4*t =1,2 мм

Рассчитаем шаг подачи h_п и ширину ленты B для круглых заготовок:

h_п=a₁+D

B = D+2* a₂

Где D – внешний диаметр детали, мм

h_п= 63+0,8 =63,8 мм

B= 63+2*1,2=65,4 мм

Примем В=65 мм.

На рисунке 2 приведем раскрой ленты для данных деталей.

Рисунок 2 – Раскрой ленты

По размерам ленты найдем размеры рулона:

Наружный диаметр 1500 мм;

Внутренний диаметр 500 мм;

2 РАСЧЕТ УСИЛИЯ ШТАМПОВКИ

Деталь шайба будем изготовлять в штампе последовательного действия, поэтому рассчитаем усилие необходимое для вырубки-пробивки по формуле:

Р_п/в = ⱪ_з*Ϭ_ср*π*t*(D+d)

Где ⱪ_з – коэффициент запаса, ⱪ_з = 1,1…1,3

Ϭ_ср = (0,7…0,8)*Ϭ_В - сопротивление среза, МПа

t – толщина материала, мм

D–наружный диаметр детали, мм

D- диаметр пробиваемого отверстия, мм

Р_п/в =1,2*350*3,14*(63+20)*0,8=8,7 тс

Количество заготовок в пояске матрицы:

h - толщина пояска матрицы, мм

Найдем усилие проталкивания по формуле:

где коэффициент, учитывающий соотношение между и Р_п/в.

, примем

тс

Значит необходимое усилие будет равно 10.2 тс, поэтому усилию подберем пресс с номинальным усилием 10тс.

3 РАСЧЕТ ХОДА ПОЛЗУНА ПРЕССА

Расчетный ход ползуна пресса вычислим по формуле:

Где Sp = 2*t = 2*0,8=1.6 мм

– угол начала рабочего хода

Т.к.

удовлетворяет данному неравенству. Пресс подходит.

Определим действительный ход ползуна:

Где R – радиус кривошипа, мм

- радиус эксцентрика, мм

n - количество поворотов n=18

z - текущие повороты, z=(0,...18)

- должно иметь такое значение, чтобы выполнилось неравенство

Условие выполняется при z=6, =43.4

4 Выбор пресса и анализ характеристик

Пресс однокривошипный простого действия открытый двухстоечный наклоняемый КД2320Е. Предназначен для изготовления деталей из листового материала с использованием операций холодной штамповки: вырубки, пробивки отверстий, гибки, неглубокой вытяжки и т.д.

Рисунок 4 - Пресс КД2320

Таблица 2 – Технические характеристики пресса К 2320

Наименование параметров	Значение
Номинальное усилие пресса, Кн	10
Ход ползуна регулируемый, мм	5-50
Частота ходов ползуна непрерывных, 1/мин:	180
Наибольшее расстояние между столом и ползуном в его верхнем положении при наибольшем ходе, мм	200
Размеры стола, мм: Справа-налево Спереди-назад	360 240
Размеры отверстия в столе, мм: Справа-налево Спереди-назад Диаметр	180 115 150
Растояние от оси ползуна до станины (вылет), мм	130
Высота стола над уровнем пола	745
Размеры ползуна, мм: Справа-налево Спереди-назад	195 162
Расход сжатого воздуха за одно включения пресса, л	0.25
Наибольший ход выталкивателя в ползуне, мм	40
Мощность двигателя главного движения, кВт	0,4
Наибольшая полезная работа на пластическую деформацию: при непрерывных ходах, кгс/см	0,7
Масса пресса, кг	1170
Габариты пресса, мм:	1000х1340х1780

Построим график типовых нагрузок. Для этого рассчитаем действительное усилие вырубки-пробивки по формуле:

P= Р_п/в* U - полный ход ползуна, мм

Где примем k=0,3

мм

U - ход пуансона, мм

Для построения графика возьмем 5 точек. Значение действительного усилия вырубки-пробивки приведены в таблице 3.

Таблица 3 - Значение действительного усилия вырубки-пробивки

U, мм	Р, тс
0	0
0,048	0,07
0,096	0.13
0,114	0.15
0,192	0.26
0,24	0.33

Рисунок 5 – График усилия вырубки-пробивки

Необходимо, чтобы график усилия вырубки-пробивки располагался под графиком допустимых усилий.

Рисунок 6 – График допустимых усилий

Рисунок 7 – Диаграмма допустимых усилий на ползуне в зависимости от его хода

5 Выбор схемы штампа и проверка закрытой высоты пресса

При выборе схемы штампа обращают внимание на его открытую и закрытую высоту. Необходимо, чтобы штамп умещался на столе пресса, выбирают тип съемника, способ обеспечения шага подачи, способ удаления детали из штампа. Необходимо обеспечить требования техники безопасности по ГОСТ 10.02.109-89.

Выбираем штамп последовательного действия, в котором будем производить пробивку отверстий в ленте. А затем вырубку готовой детали. Тип съемника – жесткий. Готовые детали и отходы будут удаляться на провал через отверстие в столе пресса.

Рассчитаем наибольшую и наименьшую закрытую высоту штампа по формуле:

где Н – наибольшее расстояние между столом и ползуном в его нижнем положении при наибольшем ходе. Для выбранного пресса КД2320Е Н=200 мм.

- толщина подштамповой плиты пресса.

где - регулировочное расстояние между столом и ползуном, мм

На рисунке 7 представлен эскиз штампа последовательного действия вырубки-пробивки.

Штамп имеет верхнюю и нижнюю плиты. Три направляющих колонки и срезанный угол верхней плиты обеспечивают свободный доступ в рабочую зону штампа.

Рисунок 8 – Эскиз штампа

Подача ленты в штамп автоматическая без упора. Она производится слева направо.

Для повышения точности деталей в штампе применяются боковой прижим и ловитель, который должен точно попадать в ранее пробитое отверстие. На первой позиции пуансон пробивает отверстие, а на последующей вырубает готовую деталь.

Пуансоны закреплены в пуансонодержателе, и они упираются своими буртиками в подкладную плитку между верхней плитой и пуансонодержателем.

В штампе применяется жесткий съемник. Расстояние между съемником и матрицами равно 6 мм, что обеспечивает свободное прохождение ленты и удовлетворяет требованиям безопасности по ГОСТ 10.2.109-89.

Детали и отходы свободно удаляются из штампа «на провал» и направляются в разные тары.