4.2.1.Расчет толщины матрицы:

Рисунок 8.

Толщину матрицы Н_м определяют из следующей эмпирической зависимости, мм:

(19)

где s – толщина штампуемого материала, мм;

и – размеры рабочей зоны матрицы, мм;

– коэффициент, зависящий от , берётся из справочника.

По эмпирической формуле можно проверить достаточность толщины матрицы:

(20)

где - требуемое технологическое усилие штамповки, кН;

= 25,11мм.

После этого следует принять большее из значений , полученных по этим формулам, и округлить его до ближайшего числа из следующего ряда чисел: 8,10,12,16,20,25,28,32 и т.д.

В нашем случае принимаем =28 мм.

Тяжелонагруженные матрицы следует проверять на прочность специальным расчётом, основанным на определении напряжений, возникающих в опасном сечении. Опасным является сечение, проходящее через узкие щелевые отверстия, острые углы и др. Например, при вырубке квадратного контура опасным является сечение, проходящее через противоположные углы и диагонали квадрата. При расчёте можно исходить из того, что сила, распирающая матрицу в опасном сечении, составляет не менее 40% технологического усилия. Проверку выполняют по формуле:

(21)

где – допускаемое напряжение на разрыв ( для сталей У8А, У10А в закалённом состоянии =250МПа);

Р – технологическое усилие, Н;

F – площадь опасного сечения,

Рисунок 9.

Найдём площади :

h .

Площадь сечения:

Полученное значение показывает, что опасное сечение матрицы соответствует условию прочности.

4.2.2. Расчёт центра давления штампа

Для начала проектирования штампа, необходимо рассчитать главные оси, в которых проходит равнодействующая сила, и, соответственно, будет располагаться хвостовик штампа.

Так как деталь симметричная и толщина вырубаемого металла одинакова, центр давления находится на пересечении осей Х и У.

Рисунок 9. Центр давления штампа

Координата по оси Х определяется по формуле:

где , - периметры соответствующих участков вырубаемых деталей,

- расстояния от геометрического центра соответствующих

участков до оси ОУ.

Координата по оси У.

Так как деталь симметрична, ось У будет проходить посередине вырубаемой детали

4.2.3. Ширина и высота направляющих планок.

=1,2· ( 22 )

=1,2·28=33,6=35

А=40+57,4+1,9+57,4+1,9+20+6+2,6=187,2

Б=80+35+35=150

Рисунок 10

5.2. ПВШ

Чтобы определить массу штампа и выяснить необходимость в транспортировочном приспособлении необходимо:

m= , ()

где усредненная удельная плотность;

v- суммарный объем детали штампа, см³.

Объем детали штампа определяется приблизительно:

v₁-суммарный объем матрицы

v₁=3,5·15·8,5=446

v₂-суммарный объем пуансона.

V₂=8·4,5·6=216

v₃-суммарный объем верхней плиты.

V₃=2.5·14.5·14=508

- суммарный объем нижней плиты

=3.4·19·21=1357

V₅-суммарный объем хвостовика

v₅= ·6=68

Общий объем равен:

v= 446+216+508+1357+68=2595

m=2595·7,8=20241 г

m=20.2 кг.

Масса штампа 20,2 кг.

Расчет исполнительных размеров матрицы и пуансона.

Пуансон контура подогнать по матрице, матрицу отверстий подогнать по пуансонам с зазором z на две стороны. Рекомендован нормальный двухсторонний зазор между матрицей и пуансоном 0,14.

Минимальное выступание нижней плиты из под матрицы 25 мм по контуру для надежного крепления нижней части штампа к столу пресса. Толщина нижней плиты 32-34 мм так как необходимо установить грузовые винты для транспортировки штампов тяжелее 16 кг. В нижней плите устанавливают направляющие колонки.

При проектировании верхней части штампа необходимо учесть, что высота пуансонов задается из условия обеспечения зазора безопасности между жестким съемником и пуансонодержателем и припуском на пуансоны по высоте на перешлифовку (20 мм зазор безопасности, 10 мм на перешлифовку).

Толщина верхней плиты выбирается в зависимости от конструкции хвостовика. В верхнюю плиту запрессовываются направляющие втулки. Оси направляющих втулок и колонок должны совпадать./