Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

Московский государственный технологический университет «Станкин»

Егорьевский технологический институт (филиал)

Изучение особенностей обработки и получение изделий вырубкой и пробивкой при листовой штамповке

Методические указания к выполнению практической работы

по дисциплине «Технологические процессы в машиностроении»

ЕТИ. ТПМ.ПР.02

Егорьевск 2006 г.

Составитель: к.т.н., доцент кафедры общепрофессиональных дисциплин Е.А.Копейкин

В методических указаниях рассмотрены основные принципы выбора заготовок, их технико-экономические показатели, методика определения размеров заготовок по ГОСТ 2590-71 и ГОСТ 7505-89, рекомендованы порядок выполнения работы, контрольные вопросы, примерное содержание отчёта.

Методические указания предназначены для студентов, обучающихся по специальностям 151001 «Технология машиностроении» и 280202 «Инженерная защита окружающей среды».

Дисциплина «Технологические процессы в машиностроении».

Методические указания обсуждены и одобрены на заседании кафедры общепрофессиональных дисциплин

(протокол № ______ от ___________ 2006г.)

Заведующий кафедрой ОПД ______________

Методические указания обсуждены и одобрены на заседании методического совета института

(протокол № _________ от ____________ 2006г.)

Председатель совета ___________ А.Д. Семенов

1. Цель работы

Изучение технологических особенностей операций вырубки и пробивки, методики выбора оптимального зазора между пуансо­ном и матрицей, определения необходимого усилия при обработке, осу­ществление раскроя исходной заготовки.

2. Теоретическая часть

Листовой называют штамповку деталей из листового или ленточного материала, осуществляемую без значительного изменения его толщины.

Тонколистовой материал (до 4 мм) штампуют главным образом в хо­лодном состоянии, а толстолистовой - как в холодном, так и в горячем. Неметаллические материалы нередко штампуют с подогревом.

Операции листовой штамповки можно разделить на две основные груп­пы: разделительные и формоизменяющие. При разделительных операциях происходит отделение одной части металла от другой, а при формоизменяющих операциях происходит изменение формы заготовок без разделения металла.

К разделительным операциям относятся отрезка, вырубка, пробивка и некоторые другие операции,

К формоизменяющим операциям относятся гибка, вытяжка, отбортовка, формовка некоторые другие.

Особое внимание е данных указаниях уделяется вырубке и пробивке.

Вырубка - разделение заготовки по замкнутому контуру для получения плоского полуфабриката или детали с заданным наружным контуром.

Пробивка - образование в заготовке сквозных отверстий с удалением материала в отход.

Последовательность процесса вырубки (или пробивки) в штампе пока­зана на рис.1.

а) б) в)

Рисунок 1

В начальный момент вырубки пуансон слегка вдавливает находящуюся под ним часть заготовки в матрицу (рис.1,а), При дальнейшем опускании пуансона происходит перерезание волокон металла режущими кромками пу-ансона и матрицы, а также появляются трещины скалывания (рис.1,б). Когда трещины соединяются, одна часть металла отделяется от другой (рис.1,в).

При обработке между пуансоном и матрицей должен быть зазор опре­деленной величины, зависящий от свойств, состояния и толщины разделяе­мого материала. Если этот зазор выбран правильно, то трещины скалыва­ния, образующиеся при обработке соединяются.

Минимальный зазор, обеспечивающий совпадение трещин, называют оп­тимальным зазором.

Уменьшение зазора по сравнению с оптимальным значением приводит к несовпадению трещин (рис.2), и поверхность среза получается рваной.

При увеличении зазора относительно оптимального трещины соединяются, но при этом увеличиваются искажения (прогибы) в отделяемой и остающейся на матрице части заготовки.

Рабочее усилие пресса увеличивается при зазоре меньше оптимального. Непра-­ вильно выбранный зазор является причиной быстрого затупления режущих кромок ин-­ струмента. Рисунок 2

Величину зазора, обеспечивавшего слияние трещин, можно определить пользуясь схемой (рис.3.), по следующей формуле:

, (1)

где: Z-радиальный зазор между пуансоном и

матрицей;

S-толщина заготовки; h-глубина внедрения режущей кромки до появления трещин.

Рис.3.

-угол наклона образующей линии тре­щин.

Оптимальный угол по экспериментальным данным составляет 4,..6⁰_.

Величина h колеблется от 0,1 до 0,5 толщины заготовки, увеличива­ясь с увеличением пластичности материала заготовки (или с уменьшением прочности материала металлических заготовок).

При выполнении лабораторной работы можно принять значение h сле­дующими для некоторых материалов:

h=0,5 S - мягкая медь, алюминий некоторых марок (АД0, АД1)

h=0,4 S - Дюралюминий Д12

h=0,3 S - Л 90, Л 68, БР0Ф6.5-0.15, Сталь 08., Сталь 08 кп

h=0,2 S - Сталь 15 кп. Сталь 20 пс, Сталь 25

h=0,1 S - Сталь 45, Сталь 65 Г

При вырубке диаметр D_M матрицы равен диаметру D_Д получаемой детали, а диаметр пуансона:

(2)

При пробивке, наоборот D_П=D_Д, а

(3)

(значения D_Д, D_M, D_П - номинальные).

Расчетное усилие резания при одновременном разделении материала по всему контуру определяется по формуле:

, (Н) (4)

где: к =1,1…1,3 – коэффициент, учитывающий возможность притупления режущих кромок, изменения толщины заготовки, механических свойств материала заготовки;

τ_ср =(0,6…0,7)– сопротивление срезу, МПа;

L – длина линии среза или периметр вырубаемого контура, мм;

S –толщина заготовки, мм;

- предел прочности (временное сопротивление) материала заготовки.

Исходной заготовкой при листовой штамповке является лист, полоса или лента.

Экономия материала, имеющая большое значение в штамповочном про­изводстве, во многом зависит от рационального раскроя исходной заго­товки.

Раскроем материала называется способ расположения вырубаемых де­талей на заготовке.

Показателем экономичности раскроя является коэффициент использо­вания материала, который при листовой штамповке можно определить по формуле:

(6)

где: F_дет – площадь детали или суммарная площадь вырубаемых деталей;

F_заг – площадь исходной заготовки.

Раскрой материала зависит от величины перемычек между вырубаемыми деталями, а также между вырубаемым контуром и краями исходной заготов­ки. Минимальная величина перемычек , однако на практике при раскрое металлических заготовок рекомендуется использовать следую­щие зависимости: