2. Расчет основных технологических параметров при листовой штамповке

2.1. Расчет параметров для выполнения разделительных операций и выбор пресса

1. При проектировании технологии листовой штамповки вначале необходимо определить размеры исходной заготовки (полосы), тип раскроя (рис. 2.3). В качестве критерия оптимальности принимается коэффициент раскроя материала:

К_р = (М_дn_д)/М_з , (1)

где М_д, М_з – соответственно масса готовой детали и исходной заготовки, кг;

n_д – число деталей, штампуемых из одной исходной заготовки.

Вместо М_з и М_д для вычислений можно подставлять значения соответствующих площадей их поверхностей F_з, F_д.

в)

г)

д)

Рис. 2.3. Схема раскроя полосы: а – пробивка и вырубка круглых заготовок; б – пробивка и вырубка с переворотом полосы; в – пробивка и отрезка без перемычек в штампе с двумя шаговыми ножами; г – вырубка фигурных заготовок, повернутых острыми углами к краям полосы; д – вырубка с переворотом полосы

Таблица 2.1

Наименьшие размеры перемычек и кромок при штамповке мягкой стали (рис. 2.3)

Обозначение перемычки	Толщина материала S, мм
	до 2,0	св. 2,0 до 4,0	св. 4,0 до 6,0
a	4,0	6,5	9,0
b	3,0	5,0	7,0

2. Далее для штампов, содержащих несколько пуансонов, необходимо определить центр давления равнодействующей силы, через которую должна проходить ось хвостовика штампа, а следовательно, и ось ползуна пресса, на которой устанавливается штамп. Для этого надо определить центры давлений отдельных штампуемых элементов за один ход ползуна пресса. После чего центр всех штампуемых элементов последовательно попарно соединяют, измеряют расстояния между ними и вычисляют координаты точек приложения соответствующих равнодействующих по следующим формулам (рис. 2.4):

(2)

где L₁, L₂ …– периметры штампуемых элементов, центры давлений которых находятся соответственно в точках O₁, O₂,…;

А₁, А₂, …– расстояния между центрами давления совокупности элементов соответственно L₁ и L₂, L₁, L₂ и L₃ …

Рис. 2.4. Последовательность нахождения центра давления штампа:

а – штампуемая деталь; б – расположение штампуемых элементов на матрице штампа; в – схема построения для определения центра давления в масштабе 2:1 по отношению к схеме б (L₁ … L₄ – периметры штампуемых элементов; O₁ … O₄ – центры давления отдельных штампуемых элементов; О₁′, O₂′ – точки приложения равнодействующих пар сил, соответственно приложенных в точках О₁ и О₂, О₁′ и О₃)

Точки, координаты которых найдены по формулам (2), наносят на чертеж расчетной схемы, и последняя, найденная таким образом точка О приложения равнодействующей является центром давления штампа.

3. Основными размерами штампа вырубки (рис. 2.5) являются: диаметр матрицы D_м и диаметр пуансона D_п. Диаметр матрицы D_м равен номинальному размеру штампуемого контура D_к. Диаметр пуансона D_п меньше диаметра матрицы D_м на величину зазора, который составляет 5 … 10% от толщины штампуемого листа S. Следовательно,

D_м = D_к ;

D_п = D_м – (0,05…0,1)S.

4. Усилие вырубки рассчитывается по формуле:

P = LS_срK, Н,

где L – периметр контура элементов вырубки (пробивки), мм;

S – толщина штампуемого металла, мм;

_ср – сопротивление срезу, Н/мм², которое для практических расчетов можно принять как _ср = (0,7…0,86)_B , где _B – предел прочности на растяжение, Н/мм² (табл. 2.2).

Таблица 2.2