Получение плоских деталей с использованием разделительных операций листовой штамповки. Методические указания к самостоятельной работе студентов и прак

Показатели эффективности поперечного раскроя. Количество полос в листе nпл и заготовок в полосе nзп по формуле (9):

nпл 2000 / 45,5 43,95 ; nзп 1250 / 41,8 29,90 .

Принимаем nпл 43 ; nзп 29 . Количество заготовок, получаемых из ли-

ста:

nзл 29 43 1247 .

Коэффициент раскроя по формуле (3):

p 1247 1256 / (1250 2000) 0,626 .

Норма расхода по формуле (10); nдл nзл :

N 125 200 0,25 7,85 10 3 / 1247 0,0393 кг.

Коэффициент использования металла по формуле (11):

Kи 0,0185 / 0,0393 0,471.

Таким образом, более эффективным является продольный раскрой.

Отметим, что для определения оптимального варианта раскроя следует выполнить анализ эффективности не одного, а 3-4 листов разного размера.

Расчет усилий. Примем, что отрезка полос от листов выполняется на ножницах с параллельными ножами. Площадь среза при продольном раскрое по формуле (14); Lср L : Fср 2000 2,5 5000 мм2.

Сопротивление срезу для стали марки 10кп ср = 270 МПа (табл. 5). Уси-

лие отрезки полос по формуле (13):

P 1,3 5000 270 1755000 H = 1755 кH = 175,5 тс .

Площадь среза при вырубке наружного контура диаметром D = 40 мм по формуле (14); Lср D 3,14 40 125,6 мм: Fср 125,6 2,5 314 мм2.

Усилие вырубки по формуле (13):

P 1,3 314 270 110214 H = 110 кH = 11 тс.

Площадь среза при пробивке отверстия диаметром d = 20 мм по формуле

(14); Lср d 3,14 20 62,8 мм: Fср 62,8 2,5 157 мм2.

Усилие пробивки по формуле (13):

19

P 1,3157 270 55107 H = 55 кH = 5,5 тс .

Размеры инструмента при вырубке (совместное изготовление пуансо-

на и матрицы). По табл. 8 для размера 40h13 находим Пи = 0,31 мм; м =

+0,09 мм. По табл. 6 для толщины s = 2,5 мм при ср = 270 МПа находим дву-

сторонний зазор zo = 0,18 мм и допуск на величину зазора zo = +0,050 мм.

Для расчета размера матрицы Lм используем формулу (22):

Lм =(40 - 0,31) 0,09 мм.

Размер пуансона Lп следует обеспечить его доработкой по матрице с равномерным двусторонним зазором 0,18+0,050 мм.

Размеры инструмента при вырубке (раздельное изготовление пуансо-

на и матрицы). По табл. 7 для размера 40 мм при s = 2,5 мм находим м =

раздельное изготовление инструмента невозможно (при рекомендуемых в табл. 7 квалитетах). В случае необходимости реализации этого варианта следует

Lп =(39,69 - 0,18) 0,016 39,51 0,016 мм.

Размеры инструмента при пробивке (совместное изготовление пуан-

сона и матрицы). По табл. 8 для размера 20Н13 находим Пи = 0,26 мм;

0,08 мм. Значения zo = 0,18 мм и zo = +0,050 мм определены выше (они такие же, как и при вырубке).

Для расчета размера пуансона Lï используем формулу (23):

20

Lп =(20 + 0,26) 0,08 20,26 0,08 мм.

Размер матрицы Lм следует обеспечить его доработкой по пуансону с равномерным двусторонним зазором 0,18+0,050 мм.

Размеры инструмента при пробивке (раздельное изготовление пуан-

сона и матрицы). По табл. 7 для размера 20 мм при s = 2,5 мм находим м =

+0,033 мм (соответствует Н8) и ï = -0,021 мм (соответствует h7).

Условие (21) не выполняется, так как 0,033 0,021 0,050 . Поэтому

раздельное изготовление инструмента невозможно (при рекомендуемых в табл. 7 квалитетах). В случае необходимости реализации этого варианта следует

Lп =(20 + 0,26) 0,021 20,26 0,021 мм;

Lм =(20,26 + 0,18) 0,021 20,44 0,021мм.

Варианты заданий

Варианты заданий для расчета параметров технологии штамповки плос-

ких деталей с использованием разделительных операций представлены в табл. 9

и на рис. 5. Примечания к табл. 9: 1) «*» - размер заготовки, для которого вы-

полняется расчет размеров инструмента; 2) «х» и «г» - соответственно холодно-

игорячекатаный лист; 3) «пр» и «пп» - продольное и поперечное расположение заготовки в полосе; 4) «+» и «-» - наличие или отсутствие прижима в штампе; 5) «н» и «п» - прокат нормальной и повышенной точности по толщине; 6) «гил»

и«пар» - ножницы гильотинные и с параллельными ножами.

21

Рис. 5. Эскиз детали:

а – к вариантам заданий 6 - 10; б – к 11 - 15

22

Контрольные вопросы

1.От каких факторов зависит точность размеров штампованной заготовки при вырубке и пробивке? Каким квалитетам соответствует точность?

2.Как определяют размеры листа и допуск на толщину металла?

3.Как рассчитать ширину полосы? От каких факторов зависит величина перемычек и допуск на ширину полосы?

4.Как рассчитать коэффициент раскроя и количество заготовок, получаемых из листа?

5.Как рассчитать коэффициент использования металла и норму расхода?

6.Как рассчитать массу детали и количество полос, получаемых из листа?

7.Запишите формулу для расчета усилий в разделительных операциях.

8.Как рассчитать площадь реза в разделительных операциях?

9.Как назначить сопротивление срезу?

10.Расчет размеров вырубных пуансона и матрицы при их раздельном изготовлении.

11.Расчет размеров пробивных пуансона и матрицы при их раздельном изготовлении.

12.Расчет размеров вырубных пуансона и матрицы при их совместном изготовлении.

13.Расчет размеров пробивных пуансона и матрицы при их совместном изготовлении.

14.Как назначить двусторонний зазор между матрицей и пуансоном?

15.От каких факторов зависят предельные отклонения матрицы и пуансона при их раздельном изготовлении?

16.Как соотносятся квалитеты точности на штампуемую заготовку и инструмент?

17.От каких факторов зависят припуски на износ и предельные отклонения матрицы и пуансона при их совместном изготовлении?

18.Как соотносятся предельные отклонения матрицы и пуансона при их совместном и раздельном изготовлении?

17

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1.Ильин, Л.Н. Технология листовой штамповки: учеб. для вузов / Л.Н. Ильин, Е.И. Семенов. – Москва: Дрофа, 2009. – 475 с.

2.Ковка и штамповка. В 4 т. Т. 4. Листовая штамповка / под. общ. ред. С. С. Яковлева. - 2-е изд., перераб. и доп. – Москва: Машиностроение, 2010. -

732 с.

3.Попов, Е.А. Технология и автоматизация листовой штамповки: учеб. для вузов / Е.А. Попов, В.Г. Ковалев, И.Н. Шубин. – Москва: МГТУ им. Бау-

мана, 2000. – 480 с.

4.Аверкиев, Ю.А. Технология листовой штамповки: учеб. для вузов / Ю.А. Аверкиев, А.Ю. Аверкиев. – Москва: Машиностроение, 1989. – 304 с.

5.Зубцов, М.Е. Листовая штамповка: учеб. для вузов / М.Е. Зубцов. – Ленинград: Машиностроение, 1980. – 432 с.

6.Справочник конструктора штампов: Листовая штамповка / под общ. ред. Л.И. Рудмана. – Москва: Машиностроение, 1988. – 496 с.

7.Романовский, В.П. Справочник по холодной штамповке / В.П. Романовский. – Ленинград: Машиностроение, 1979. – 520 с.

8.Ковалев, В.Г. Технология листовой штамповки. Технологическое обеспечение точности и стойкости: учеб. пособие / В.Г. Ковалев, С.В. Ковалев. – Москва: Кнорус, 2010. – 224 с.

9.Ковка и штамповка. В 4 т. Т. 1. Материалы и нагрев. Оборудование. Ковка / под. общ. ред. Е. И. Семенова. – 2-е изд., перераб. и доп. – Москва: Машиностроение, 2010. – 717 с.

10.Сталь листовая горячекатаная. Сортамент [Текст]: ГОСТ 19903-74.

11.Прокат листовой холоднокатаный. Сортамент [Текст]: ГОСТ 19904-

90.

12.Холодная штамповка: справочник / Л.Л. Григорьев, К.М. Иванов,

Э.Е. Юргенсон; под. ред. Л.Л. Григорьева. – Санкт-Петербург: Политехника,

2011. – 665 с.

18

13.Анурьев, В.И. Справочник конструктора-машиностроителя. В 3 т. Т. 1 / В.И. Анурьев; под. ред. И.Н. Жестковой. – 8-е изд., перераб. и доп. – Москва: Машиностроение, 2001. – 920 с.

14.Ковка и штамповка. Справочник в 4-х томах / ред. совет: Е.И. Семёнов [и др.]. Т.1. Материалы и нагрев. Оборудование. Ковка. – Москва: Машино-

строение, 1985. – 568 с.

15.Ковка и штамповка. Справочник в 4-х томах / ред. совет: И.Е. Семёнов [и др.]. Т.4. Листовая штамповка. – Москва: Машиностроение, 1987. –

544 с.

16.Обработка металлов давлением. Операции ковки и штамповки. Термины и определения. [Текст]: ГОСТ 18970-84.

19