2. Разработать технологический процесс изготовления изделия.
2.1.Технология – листовая штамповка, использование драгоценных камней двух видов с крапановой и корнеровой закрепкой.
Штамповка — процесс пластической деформации материала с изменением формы и размеров тела. Чаще всего штамповке подвергаются металлы или пластмассы. Существуют два основных вида штамповки - листовая и объёмная. Листовая штамповка подразумевает в исходном виде тело, одно из измерений, которого пренебрежимо мало по сравнению с двумя другими (лист - до 6 мм). В противном случае штамповка называется объёмной. Для процесса штамповки используются прессы - устройства, позволяющие деформировать материалы с помощью механического воздействия.
Крапановая закрепка - камень в ювелирном изделии закрепляется при помощи крапанов (отдельно стоящие столбики, которые могут быть изготовлены как на основании изделия, так и в виде, отдельного элемента ювелирного изделия который называется "каст"). Она обеспечивает, как наибольшую подсветку камня, так и наилучшую его видимость. Крупные и качественные камни рекомендуется закреплять именно в крапановую закрепку, чтобы показать их красоту.
Корнеровая закрепка - вид закрепки драгоценного камня в ювелирном изделии, при котором камень помещается в специальное гнездо и закрепляется в нескольких точках за счет корнеров (шариков), выделенных из окружающего металла. Обычно этот вид закрепки используют для мелких камней (до 4 мм).
2.2. Выбрать и обосновать выбор основных и вспомогательных материалов для изготовления изделия.
Основные материалы:
Сплав золото 585 пробы содержат 58,5% чистого золота. Такие сплавы достаточно твердые и прочные, хорошо поддаются формоизменению, практически не тускнеют на воздухе. Они имеют прекрасный цвет, который привлекает покупателей, отличный блеск и, одновременно с этим, по стоимости являются более доступными. Изделия из него прекрасно подходят для повседневной носки, так как они обладают превосходной устойчивостью к истиранию. Диапазон цвета от белого, красного или желтого до зеленого различной интенсивности и оттенков. Сплавы золота 585 пробы являются самым популярным материалом для изготовления ювелирных украшений и сувениров.
При изготовлении данного браслета используются драгоценные камни: гранаты (альмандины) с типом огранки квадрат и фианиты бриллиантовой огранки.
Выбор вставок драгоценных камней делался из камней красного цвета, так как этот цвет лучше сочетается с цветом золотого сплава 585 пробы. Из камней были выбраны рубин, альмандин, что обусловлено их эстетическим внешним видом и яркими, насыщенными красными тонами. Но окончательный выбор пал на гранат, так как его можно гранить, как кабошон с плоским дном, но граненым павильоном.
Альмандин - это красный, красно-бурый, фиолетово-красный, даже черный гранат. Цвет его создается примесью железа. Альмандин – это железисто-алюминиевый гранат Fe3Al2[SiO4]3. Блеск – стеклянный, прозрачный камень. Цвет черты – белый.
Твёрдость по шкале Мооса – 7-7.5, плотность: 3,2 - 4,3 г/см3, светопреломление: 1,770—1,820.
Фианит – синтетический минерал, кубический диоксид циркония. Твёрдость по шкале Мооса – 7,5-8,0, показатель преломления – 2,15-2,25, плотность - 6-10 г/см3.
В ювелирном производстве фианит является заменителем бриллиантов, так как он практически не уступает им по своим физическим характеристикам, но гораздо дешевле природного минерала. А также фианит позволяет экспериментировать с цветами от ярких и прозрачных (красный, темно-лиловый, розовый, желтый, зелёный) до непрозрачных, имитирующих жемчуг (белый и черный), черный халцедон и черный алмаз. Именно поэтому он выбран для данного проекта гарнитура.
Вспомогательные материалы:
Припой ПЗл585-III – легкоплавкий припой состава 58,5%Au, 16,3%Ag, 20,7%Cu, 4,5%Zn. Выбор обоснован, тем что проба припоя и спаиваемых изделий должна быть одинаковой. Соединяемые детали имеют относительно тонкое сечение, что обуславливает выбор легкоплавкого припоя с интервалом рабочей температуры 770 – 800о С.
Флюсы – бура и борная кислота в соотношении 1: 2. Данный флюс улучшает растекание припоя при пайке изделий из золота.
Бура является классическим доставляющим флюсов, причем она может использоваться и как самостоятельный флюс. Борная кислота же не может использоваться как самостоятельный флюс. Ее применяют тогда, когда полированная вещь должна сохранить свой блеск, не смотря на пайку, и когда нужно полностью избежать окисления ее поверхности
Отбел после пайки. Изделия из золотых сплавов чаще всего отбеливают в соляном и серном отбелах. Первый наиболее предпочтителен, поскольку лучше растворяет оплавленную буру. Соляной отбел - это 10%-ный раствор соляной кислоты. Его рабочая температура колеблется от 60 до 70˚С, продолжительность отбеливания до 3 минут, в зависимости от степени окисления и образования остаточного флюса.
2.3. Маршрутная карта. Смотреть ниже
2
.4.
Разработать схему вырубного штампа,
схему раскроя в зависимости от стандартного
размера исходного материала (полоса,
лента, лист), рассчитать усилие вырубки
и исполнительные размеры матрицы и
пуансона.
Раскрой:
Безотходный (отрезка)
С отходами (вырубка-пробивка)
При вырубке контуры вырубаемых заготовок должны быть удалены друг от друга на величину технологической перемычки.
а1 – межконтурная перемычка (м/у контурами деталей)
а – боковая (м/у контуром детали и краем заготовки)
Деталь – квадрат со стороной 20 мм, внутренний квадрат 14 мм. Для вырубки – пробивки данного вида детали выбираем прямой раскрой полосы заготовки:
Материал Зл.585, толщина металла S= 1 мм, B=20 мм, b=14 мм, толщина перемычек а=2 мм, а1=2 мм.
Ширину полосы определяем по формуле:
bп = B + 2·а = 20 + 4 = 24 мм
Принимаем длину полосы L = 310 мм
Площадь полосы S = В · L = 24 · 310 = 7440 мм2
Шаг штамповки t = B + а1 = 20 + 2 = 22 мм
Количество деталей, получаемых из полосы:
L/t = 310 / 22 = 14 шт (1 браслет)
Неиспользуемый остаток полосы:
L ост = L – t · 22 = 310 – 308 = 2 мм
Количество полос, необходимых для выполнения год. программы (1000 шт/год): 1000 / 1 = 1000 шт
Площадь листа: S л = 1000 · S = 7,4 м2
Расчет коэффициента использования металла.
Для листовой штамповки выбор исходной заготовки осуществляется путем экономического анализа возможных вариантов раскроя материала и определения оптимального.
Общий коэффициент использования металла при штамповке из полосы или ленты определяется следующим образом:
η = 100 · (f · n / L · b)
f – площадь детали, мм2
f = B2 - b2 = 204 мм2
n – количество фактических деталей, получаемых из полосы с учетом использованных концевых отходов
L – длина полосы или ленты, мм
b – ширина полосы или ленты, мм
η = 100 · ( 204 · 14 / 310 · 24) = 38,4 %
Выбор схемы вырубки-пробивки.
Вырубка-пробивка в данном случае осуществляется без прижима.
Расчет усилия вырубки-пробивки.
Усилие вырубки-пробивки штампами с плоскими режущими кромками определяется по формуле:
Р=К · L · S · σср , [ H ]
К – коэффициент притупления режущих кромок (1,1 ÷ 1,3)
σсд – сопротивление сдвигу, МПа
σсд = 260 МПа
L – длинна контура вырубаемой детали
L1 = 4 · (20 + 14) = 136 мм;
S – толщина детали = 1 мм
Р = 1,3 · 136 · 1 · 260 = 45968 Н = 45,968 кН
Выбор конструктивных элементов матрицы и пуансона.
Деталь с размерами:
Наружный контур: 20h14(-0,52)
Внутренний контур 14Н14 (+0,30)
Толщину матрицы Hм определяют следующим образом:
Нм = S + Kм √(ap + bp) + 7
S – толщина штампуемого материала, мм
ap + bp – размеры рабочей зоны матрицы, мм
Kм – коэффициент = 0,5
Нм = 2 + 0,5 √(20 + 20) + 7 = 13,2 мм
Принимаем Нм = 14 мм
а) двухсторонний зазор между матрицей и пуансоном:
z = 8% S;
z = 1 × 0.08 = 0,08 мм
б) глубина матрицы 14 мм
в) толщина рабочего пояска матрицы 5 мм
Расчет исполнительных размеров пуансона и матрицы, назначение допусков на них.
Толщина материала 1 мм.
При вырубке наружного контура:
Bм = (bH – δИ)+δ
bП = (bH – δИ – z )-δ
δИ – допуск размера изделия;
δМ – допуск размера матрицы;
δП – допуск размера пуансона;
+δ – допуск размера матрицы;
-δ – допуск размера пуансона;
z – зазор.
Bм = (bH – δИ)+δ = 14 - 0,43 = 13,57+0,027
bП = (bH – δИ – z )-δ =14 - 0,43 - 0,08 = 13,49-0,018
При пробивке отверстий:
Bм = (BH + δи + z)+δ = 20 + 0,52 + 0,08 = 20,6+0,033
bП = (BH + δи)-δ = 20 + 0,52 = 20,52-0,021
BH – номинальный размер пробиваемого отверстия;
δи – допуск размера изделия;
z – зазор.
Схема расположения допусков на исполнительные рабочие размеры пуансона и матрицы.
Рис. 1. Схема полей допусков размеров матрицы и пуансона при вырубке.
Рис. 2. Схема допусков размеров матрицы и пуансона при пробивке.