1.3. Организация работы над проектом и порядок защиты проекта

Для достижения равномерной работы студента над проектом в течение семестра составляется график работы. При этом рекомендуется оценивать оформление пояснительной записки за 40% всей работы, а оформление чертежей - за 60%.

Защита курсового проекта может производится по мере его полной готовности - до конца зачетной сессии. К защите допускаются студенты, полностью выполнившие задание на курсовой проект и получившие подпись руководителя проекта на пояснительной записке и каждом из листов графической части. Защита производится перед комиссией, состоящей не менее чем из двух преподавателей. После защиты курсовой проект сдается в архив кафедры.

2. Технологические процессы изготовления деталей холодной штамповкой

Изготовление деталей холодной штамповкой находит широкое применение ввиду очень высокой производительности и достаточной точности процесса. Оборудованием при холодной штамповке являются прессы - эксцентриковые, гидравлические, электро-магнитные, фрикционные. Специальной технологической оснасткой являются устанавливаемые на прессы штампы.

2.1. Технологические процессы изготовления деталей холодной штамповкой

Исходным материалом при изготовлении деталей холодной штамповкой являются листы и ленты различной толщины, чаще всего 0,05 - 5 мм. Перед штамповкой листы разрезаются на полосы нужной ширины на гильотинных ножницах, ленты - на роликовых ножницах. Основные элементы конструкции гильотинных ножниц показаны на рис. 2.1. Разрезаемый лист 3 устанавливается на стол 1 по регулируемому упору 5, положение которого определяет ширину “” отрезаемой от листа полосы. Отрезка производится при помощи нижнего неподвижного ножа 6, прикрепляемого к столу, и верхнего подвижного ножа 2. Для уменьшения усилия отрезки верхний нож наклонен относительно нижнего под небольшим углом .

Плоские детали изготовляют штампами для вырубки наружного контура и пробивки отверстий. При больших программах выпуска применяют комбинированные штампы последовательного или совмещенного действия, которые за один ход ползуна пресса осуществляют обе эти операции.

При разработке техпроцесса учитывают, что при вырубке и пробивке получается точность 12 - 13 квалитета, а шероховатость поверхности среза - 1 - 3 класса. При необходимости получать более высокую точность и чистоту поверхности деталь штампуют с припуском на механическую обработку - фрезерование, шлифование, развертывание отверстий. Отверстия под нарезание резьбы обычно получают сверлением. Точные отверстия в закаленных деталях также обычно получают сверлением и развертыванием с притиркой или шлифованием их после закалки. Следует также учитывать, что при пробивке отверстий малых размеров могут происходить поломки пуансонов. Такие отверстия также получают сверлением.

Изогнутые детали получают вырубкой с последующей гибкой на штампах. При этом детали простой конфигурации, показанные, например, на рис.2.2, а, б, в получают за одну операцию гибки, а более сложной конфигурации, показанной на рис.2.3, во избежание защемления материала между пуансоном и матрицей в процессе гибки - за 2 операции.

2.2. Штампы для холодной штамповки

Наиболее распространенными конструкциями штампов для холодной штамповки являются следующие:

Штампы для вырубки наружного контура и пробивки отверстий.

Основные элементы штампа для однооперационной вырубки показаны на рис. 2.4, а, б. Штамп состоит из нижней неподвижной плиты 1, к которой штифтами 3 и винтами 4 прикрепляется матрица 2. На матрице установлены планка 17, служащая для направления полосы, и упор 18, при помощи которого осуществляется подача полосы на шаг.

Конструктивной основой верхней подвижной части штампа является верхняя плита 5, прикрепляемая к ползуну пресса при помощи хвостовика 6. К верхней плите при помощи штифтов 9 и винтов 10 прикреплен пуансонодержатель 7 и пуансон 8. Между пуансоном и верхней плитой установлена закаленная прокладка 11. Съемник 13, прикрепленный к плите 5 винтами 12, и резина 14 служат для съема полосы с пуансона при ходе подвижной части штампа вверх после вырубки детали. Верхняя и нижняя части штампа ориентируются при помощи колонок 16 и втулок 15.

Основные элементы штампа совмещенного действия, выполняющего за один ход ползуна пресса вырубку наружного контура и пробивку отверстия, показаны на рис.2.5, а, б. Штамп состоит из нижней неподвижной части, прикрепляемой к столу пресса, и верхней подвижной части, прикрепляемой к ползуну. Конструктивной основой нижней неподвижной части является нижняя плита 1, на которой при помощи обоймы 4, штифтов 5 и винтов 6 установлена пуансономатрица 2, служащая пуансоном для вырубки наружного контура и матрицей для пробивки отверстия. Между нижней плитой и пуансономатрицей находится закаленная прокладка 3, воспринимающая усилие вырубки. Съём полосы с пуансономатрицы после вырубки производится при помощи съёмника 8 с резиной 7, прикрепляемого к нижней плите винтами 9. Подача полосы на шаг осуществляется при помощи упора 10, направление полосы – направляющими 22 и 23.

Конструктивной основой верхней подвижной части штампа является верхняя плита 11, прикрепляемая к ползуну пресса при помощи хвостовика 12. К верхней плите штифтами 16 и винтами 17 прикреплены матрица 15, пуансонодержатель 13, пуансон 14 и прокладка 24. Верхняя и нижняя половинки штампа взаимно ориентируются колонками 26 и втулками 25. При ходе подвижной части штампа вниз, пуансономатрица и матрица осуществляют вырубку наружного контура детали, а пуансон и пуансономатрица – пробивку отверстия. При ходе подвижной части вверх толкатель 18 доходит до упора 27, останавливается, и через шайбу 20, толкатель 19 и выталкиватель 21 удаляет деталь из матрицы, одновременно съёмник 8 снимает полосу с пуансономатрицы.

Штампы последовательного действия.

Штамп последовательного действия фактически представляет собой два простых штампа: для вырубки наружного контура и пробивки отверстий, собранных в одно целое. Конструкция одного из таких штампов, предназначенного для вырубки наружного контура и пробивки отверстий, показана на рис. 2.6, а, б. Штамп состоит из нижней неподвижной части, прикрепляемой к столу пресса и верхней подвижной части, прикрепляемой к ползуну пресса.

Конструктивной основой нижней неподвижной части штампа является нижняя плита 1, прикрепляемая болтами к неподвижному столу пресса. На нижнюю плиту установлена матрица 2, имеющая отверстие , служащее для вырубки наружного контура детали, и отверстия , служащие для пробивки в детали отверстий. Матрица ориентируется относительно нижней плиты при помощи штифтов 3 и прикрепляется к ней при помощи винтов 4.

Конструктивной основой верхней подвижной части штампа является верхняя плита 5. В плите 5 установлен хвостовик 6, при помощи которого она прикрепляется к ползуну пресса, от которого и получает движение вверх-вниз. На верхней плите находится пуансонодержатель 7, в котором установлены пуансон 8, служащий для вырубки детали по наружному контуру, и пуансоны 9, предназначенные для пробивки в детали отверстий.

Пуансонодержатель и пуансоны ориентируются относительно верхней плиты при помощи штифтов 10 и прикрепляются к ней при помощи винтов 11. Между пуансонами и верхней плитой находится каленая прокладка 12, воспринимающая при вырубке давление пуансонов и предотвращающая тем самым разбивание пуансонами сырой (незакаленной) верхней плиты. К верхней плите при помощи винтов 13 прикреплен съемник 14. Между съемником и пуансонодержателем находится резиновая прокладка 15.

Верхняя и нижняя части штампа ориентируются и направляются относительно друг друга при помощи втулок 16 и колонок 17.

Работает штамп следующим образом.

Полоса 18, из которой вырубаются детали, вручную подается в штамп и направляется при помощи направляющей 19. При движении подвижной части вниз съемник 14 подходит к полосе и останавливается. При дальнейшем движении подвижной части резина сжимается, пуансоны выдвигаются из съемника, при этом пуансоны 9 производят пробивку отверстий, а пуансон 8 - вырубку наружного контура детали. Отход, полученный при пробивке отверстий, проваливается вниз через отверстие , а вырубленные детали - через отверстие . В крайнем нижнем положении пуансоны на некоторой длине находятся в отверстиях матрицы, а полоса - надета на пуансоны.

При движении подвижной части вверх резина распрямляется, при этом съемник перемещается относительно пуансонов вниз и снимает с них полосу, которая остается на матрице.

Затем рабочий приподнимает полосу и перемещает ее влево до упора поверхностью “” полосы, полученной при вырубке наружного контура, в упорный штифт 20, установленный на матрице (при этом величина перемещения несколько превышает шаг вырубки). В результате под пуансоном 8, производящим вырубку наружного контура, оказываются отверстия, полученные при предыдущем ходе подвижной части паунсонами 9. При движении подвижной части ловителя 21, установленные на пуансоне 8, входят в эти отверстия и окончательно ориентируют их относительно кромок пуансона 8 и матрицы, после чего производится вырубка следующей детали и т. д. Таким образом, заданное расположение отверстий в детали относительно ее наружного контура обеспечивается самим штампом. Базирование же полосы рабочим по штифту носит предварительный характер (при входе ловителя в отверстия полоса несколько отходит от штифта 20). Полученная на данном штампе деталь показана на рис. 2.6, б.

Штампы последовательного действия отличаются высокой производительностью, однако взаимное расположение отверстий и наружного контура получается при их использовании не очень точным.

Штампы совмещенного действия обеспечивают высокую точность этого взаимного расположения.

Гибочный штамп для одноугловой гибки (для детали на рис.2.2, а).

Конструкция штампа приведена на рисунке 2.7. Штамп состоит из нижней неподвижной части, прикрепляемой к столу пресса, и верхней подвижной, прикрепляемой к ползуну. Нижняя неподвижная часть содержит плиту 1, прикрепляемую болтами к столу пресса и матрицу 2, устанавливаемую на плите при помощи штифтов 3 и болтов 4. На матрице при помощи штифтов 6 и болтов 5 закреплены направляющие планки 7, в которые устанавливается заготовка перед гибкой.

Конструктивной основой верхней подвижной части является верхняя плита 8, прикрепляемая к ползуну пресса при помощи хвостовика 9. На верхней плите при помощи штифтов 10 и болтов 11 установлен пуансонодержатель 12 с пуансоном 13. Между пуансоном и верхней плитой находится каленая прокладка 14, предохраняющая верхнюю плиту от разбивания пуансоном при его ударах в процессе гибки. Подвижная и неподвижная части штампа направляются друг относительно друга колонками 15 и втулками 16. Контур устанавливаемой плоской заготовки 17 показан штрихами.

Гибочный штамп для двуугловой гибки (для деталей на рис. 2.2, б, в).

Конструкция этого штампа показана на рис. 2.8. Конструкция верхней подвижной части ничем, кроме конфигурации пуансона, не отличается от конструкции верхней части штампа для одноугловой гибки, показанного на рис. 2.7. Нижняя же неподвижная часть штампа состоит из плиты - основания 1, на которой при помощи штифтов 2 и винтов 3 закреплена матрица 4. В прорезе матрицы расположен выталкиватель 5, верхняя плоскость которого совпадает в его верхнем положении с верхней плоскостью матрицы. Выталкиватель поднимается вверх до уступа матрицы при помощи штифтов 6, получающих перемещение от специального пружинного механизма (на рисунке не показан). Заготовка 7 перед гибкой устанавливается в фиксирующие планки 8. При гибке перемещающийся вниз пуансон 9 прижимает заготовку к выталкивателю, что предотвращает заготовку от перемещения ее вдоль нижней плоскости пуансона и перемещает ее в отверстие матрицы, производя гибку. При перемещении пуансона вверх заготовка под действием выталкивателя 5 перемещается вверх вместе с пуансоном, выходя из матрицы, а затем снимается с пуансона жестким съемником 10.

Штампы для двухоперационной гибки.

Гибку детали типа показанной на рис. 2.3 приходится выполнять за две операции: предварительную и окончательную. Штамп для предварительной гибки и эскиз получаемой при предварительной гибке детали показан на рис. 2.9, а, б. Верхняя подвижная часть штампа конструктивно не отличается от подвижной части штампа для одноугловой гибки и состоит из плиты 1, пуансонодержателя 2, прикрепляемого к плите штифтами и винтами, пуансона 3, хвостовика 4 и каленой прокладки 5, расположенной между верхней плитой и пуансоном.

Нижняя неподвижная часть штифта содержит плиту 6 с устанавливаемыми на ней при помощи винтов и штифтов прокладки 7 и матрицы 8. Прижим 9 под действием штифтов 10, получающий перемещение от специального пружинного механизма (на рисунке не показан), в крайнем верхнем положении устанавливается своей верхней плоскостью на уровне верхней плоскости матрицы. При движении пуансона вниз в процессе гибки заготовка защемляется между пуансоном и прижимом, что предотвращает ее смещение при гибке. При установке на штамп плоская заготовка ориентируется относительно частей штампа при помощи штифтов 11. При движении подвижной части вверх под действием прижима заготовка выталкивается из матрицы и снимается с пуансона жестким съемником 12.

Конструкция штампа для окончательной гибки показана на рис. 2.10. На нижнюю плиту 1 установлена прокладка 2 и обойма 3 с пуансоном 4. Между пуансоном и нижней плитой расположена каленая прокладка 5, предохраняющая нижнюю плиту от разбивания пуансоном. Плита 6 в верхней подвижной части прикрепляется к ползуну пресса при помощи хвостовика 7. К верхней плите прикреплены матрица 8 и прокладки 9 и 10, прокладка 10 - каленая. Внутри матрицы расположен выталкиватель 11. Внутри хвостовика может перемещаться штифт 12, упирающийся в выталкиватель.

Фиксирующим элементом при установке предварительно изогнутой заготовки в штамп является сам пуансон. Окончательная гибка заготовки происходит при движении подвижной части штампа вниз под действием пуансона 4, матрицы 8 и обоймы 3. При движении подвижной части штампа вверх пуансон под действием штифтов 13 поднимает деталь вверх, штифт 12 подходит до упора 14 и выталкивает деталь из матрицы.

Основные элементы штампа для первой вытяжки цилиндрической детали с фланцем с прижимом заготовки показаны на рис. 2.11, а, б. Штамп состоит из верхней подвижной части, прикрепляемой к ползуну пресса при помощи хвостовика 1, и нижней неподвижной части, прикрепляемой к столу пресса. Подвижная и неподвижная части направляются друг относительно друга при помощи колонок 15 и втулок 16, установленных на плитах. Конструктивной основой верхней подвижной части является верхняя плита 2. Матрица 3 крепится при помощи обоймы 4, а последняя – к верхней плите – штифтами 5 и винтами 6. Между матрицей и верхней плитой установлена закаленная прокладка 7, воспринимающая усилие вытяжки. Конструктивной основой нижней неподвижной части штампа является нижняя плита 8, к которой при помощи специальной выточки винтами прикреплен пуансон 9. Складкодержателем является прижим 10. Прижим подается в верхнее положение при помощи пружинного буферного устройства 11. Ход прижима вверх ограничивается упорным винтом 12. После установки заготовки подвижная часть идет вниз, матрица опускается и прижимает фланец заготовки к прижимному кольцу, которое также опускается, сжимая пружину буферного устройства. При этом заготовка под давлением пуансона втягивается в матрицу. Высота пуансона от его верхней плоскости до опорного фланца вместе с прижимом равна вытягиваемой на данной операции детали. Поэтому в конце хода ползуна пресса вниз происходит калибровка фланца между матрицей и прижимом. При обратном ходе ползуна пресса штифт 13 доходит до упора, останавливается, и выталкиватель 14 выталкивает заготовку из матрицы. Центрирование плоской заготовки при её установке на верхнюю плоскость установки осуществляется упорами 17.

Штамп для вытяжки с прижимом детали без фланца имеет ту же конструкцию, но высота пуансона такова, что происходит втягивание всего материала заготовки в матрицу.

Конструкция штампа для второй и последующих вытяжек с прижимом деталей без фланца показана на рис. 2.12, а, б. Конструкция этого штампа аналогична штампу для первой вытяжки с прижимом, показанному на рис. 2.11, а, б. Отличие состоит в форме прижимного кольца (складкодержателя) 10. Наружный диаметр прижимного кольца равен внутреннему диаметру цилиндрической части заготовки, полученной на предыдущей операции, высота его рабочей части больше высоты этой цилиндрической части. Заготовку надевают на прижимное кольцо, находящееся под действием буферного устройства в верхнем положении. При опускании подвижной части вниз матрица прижимает донную часть заготовки к прижимному кольцу, которое также опускается, сжимая пружину буфера. При этом заготовка втягивается в матрицу через зазор между пуансоном, матрицей и прижимным кольцом. Диаметр заготовки уменьшается, а высота увеличивается. При обратном ходе подвижной части прижимное кольцо под действием буферного устройства возвращается в исходное положение, а выталкиватель выталкивает заготовку из матрицы.

Конструкция штампа для второй и последующих вытяжек деталей с фланцем аналогична конструкции штампа для первой вытяжки (рис. 2.11, а, б). При этом проталкивание материала заготовки в матрицу осуществляется толкателем, создающим давление. Давление на фланец заготовки при помощи буферного устройства на конечной стадии хода ползуна пресса осуществляется калибровкой фланца заплечиком пуансона.

Штамп совмещенного действия, конструкция которого показана на рис. 2.13, а, б выполняет 2 операции: вырубку плоской заготовки и вытяжку с прижимом. Основными элементами этого штампа являются: пуансономатрица 1, являющаяся пуансоном для вырубки плоской заготовки и матрицей для вытяжки, при этом ее наружный диаметр равен диаметру плоской заготовки, а внутренний – наружному диаметру вытягиваемой детали, матрицы 2 и пуансона 3, диаметр которого равен внутреннему диаметру вытягиваемой детали. Матрица 2 и пуансон 3 установлены на нижней плите 8 и прикреплены к ней винтами (на рис. 2.13 не показаны).

Конструктивной основой верхней подвижной части штампа является верхняя плита 10, на которой при помощи штифтов 12 и винтов 13 установлены обойма 11, пуансономатрица 1, съемник 20 с пружиной и закалённая прокладка 14. Верхняя плита соединяется с ползуном пресса при помощи хвостовика 15. Колонки 16 со втулками 17 служат для взаимной ориентации верхней и нижней частей штампа.

При ходе подвижной части вниз пуансономатрица 1 совместно с матрицей 2 производят вырубку заготовки, а пуансон 3 затягивает материал заготовки в отверстие пуансономатрицы, осуществляя процесс вытяжки. При вытяжке материала функцию складкодержателя выполняет прижимное кольцо 4 совместно с буферным устройством 5. При ходе ползуна пресса вверх штифт 6 доходит до упора, останавливается, и выталкиватель 7 выталкивает заготовку из пуансономатрицы. Одновременно съёмник 20 снимает полосу с пуансономатрицы. Штифты 18 служат для направления полосы, а упор 19 – для осуществления подачи полосы на шаг вырубки. Движение прижимного кольца вверх ограничивается упорным винтом 9. Пуансон 3 и матрица 2 прикреплены к нижней неподвижной плите 8 винтами.

Штамп для пробивки отверстий во фланце, конструкция которого показана на рис. 2.14, имеет те же основные элементы, что и штамп для простой однооперационной вырубки (рис. 2.4, а, б). Отличие состоит в том, что заготовкой является не полоса, а цилиндрический стакан с фланцем, в котором должны быть пробиты отверстия. Для базирования заготовки служит отверстие в матрице.