0. - Основа; 2 - рухома траверса; 3 - нерухома траверса; 4 - напрямні;

5 - привід; 6 - волока; 7 - обойма; 8 - "стакан"; 9 - закріпляючий пристрій; 10 - динамометр; 11 - заготовка.

Рисунок 11.3 - Схема гідравлічного пресу.

11.5. Порядок виконання роботи

11.5.1. Вивчити будову і роботу гідравлічного пресу.

11.5.2. Вибрати волоку з максимальним отвором і закріпити її в обоймі.

11.5.3. Загострити заготовку, пропустити її через отвір волоки, встановити обойму з волокою і заготовкою в "стакан", який розміщений у верхній нерухомій траверсі гідравлічного пресу.

11.5.4. Закріпити загострений кінець заготовки в тягущому пристрою, який з'єднаний з динамометром.

11.5.5. Включити прес і здійснити волочіння, вимірявши при цьому зусилля волочіння за допомогою динамометра.

11.5.6. Повторити процес волочіння, вимірявши волоки з середнім і мініма-льним розмірами отворів

11.6 Зміст звіту

Звіт повинен бути наступним:

1. Таблиця результатів вимірів різних матеріалів з різними отворами волок.

2. Графік залежності зусилля волочіння від відносного обтискання.

Таблиця 11.1 - Результати вимірювань

№ п/п	Вихідний діаметр, Д0, мм	Одержаний діаметр, Д1, мм	Відносне обтискання, , %	Зусилля волочіння, Р, кН	Примітка
1. 2. 3. 4. 5.

11.7. Конрольні питання

11.7.1 Який технологічний процес називається волочінням?

11.7.2 Який інструмент використовується при волочінні за конструкцією?

3. Яке обладнання використовується при волочінні?

Його характеристика.

3. З якого матеріалу виготовляється інструмент для волочіння?

4. З яких зон складається отвір волоки?

5. В яких межах міняється коефіцієнт витяжки при волочінні?

6. В яких межах міняється відносне обтискання при однократному волочінні?

7. За якою формулою визначається коефіцієнт витяжки і відносне обтискання при волочінні?

8. Які величини характеризують деформацію при волочінні?

11.8. Література

11.8.1. Дальский А.М. Технология конструкцыонных материалов. М.. Машино- строение, 1977,с. 169-172.

11.8.2. Безручко Й.Й. й др. Обработка металлов давлением. М., Машинострое- ние, 19б7,с.106-115.

Лабораторна робота № 12 Розрахунок головних операцій листового штампування

12.1. Мета і завдання роботи

Навчити студентів самостійно проводити розрахунки операцій штампу- вання – вирубки і штампування – витяжки.

12.2. Основні теоретичні положення

Штампування внаслідок своєї високої продуктивності, точності широко поширена у всіх областях металообробки і особливо в авто- і тракторобудуванні і електропромисловості.

Листовим штампуванням називається метод одержування виробів і дета- лей з допомогою штампів з листового матеріалу, стрічки або штаби.

Всі операції штампування поділяються на роздільні, в яких одна частина заготовки відділяється від другої, і формозмінюючі, в яких одна частина заго- товки переміщається відносно другої без руйнування заготовки (за рахунок пластичної деформації).

Роздільні операції – це обрізування, вирубування, пробивання.

Формозмінюючі операції – це згинання, витяжка, стягування, відборту- вання, формування.

В даній роботі необхідно провести розрахунки по одній операції з вказаних вище двох груп операцій листового штампування, а саме: з розділь- них – вирубування і формозмінюючих – витягування з метою одержання кон- кретного виробу (ковпачки, стаканчики).

12.2.1. Розрахунок операції штамповки-вирубки

Вирубка – це повне відділення металу по замкненому контурі, причому відділена частина, яка проходить через матрицю, являється виробом, а та, що залишилась частина – заготовкою або відходом.

Потрібне зусилля при вирубці (теоретично-розрахункове) визначається за формулою:

Р=9,81∙π∙D∙S∙Ґ_{зр ,} Н

Де D – діаметр вирубоючої заготовки, мм;

S – товщина заготовки, мм;

Ґ_зр – опір металу зрізу, кгс мм²;

9,81 – перевідний коефіцієнт.

На опір металу вирубки впливає ряд факторів: механічні властивості металу, товщина металу, форма і розміри вирубуючого контуру деталі, вели чина зазору між матрицею і пуансоном. Форма прохідного отвору матриці, змазка матеріалу і інструменту, стан ріжучих кромок штампу і їх твердість.

У виробничих умовах завдяки наявності цих факторів дійсний опір зрізу (вирубки) і дійсне розрахункове зусилля будуть вище значень Ґ_зр і Р, одержа- них в лабораторних умовах дослідним шляхом. Це перевищення враховується загальним коефіцієнтом k, який дорівнює 1,0 – 1,3. Тоді дійсний опір вирубки:

Ґ_{зр д} =k∙ Ґ_зр ∙ Р_д=(1,0 -:-1,3) ∙ 9,81 ∙ π ∙ D ∙ S ∙ Ґ_зр

Діаметр заготовки розраховують за заданими розмірами виробу (рис. 12.1), виходячи з умов рівності поверхні виробу і заготовки, за формулою:

де h – висота виробу, мм;

d – зовнішній діаметр виробу, мм;

∆h – припуск на обрізку, мм (табл. 12.1)

Припуск на обрізування – це припуск, який спеціально добавляють на підрізку краю циліндра, так як при глибокій витяжці неможливо отримати рівний край. Величина припуску залежить від висоти і форми виробу. Для висоти циліндра h=6 -:- 150 мм припуск беруть в межах від 1,2 до 6,5 мм; для h=150 -:- 250 мм припуск беруть рівним 5 – 4 % від висоти.

Таблиця 12.1.

Висота виробу, мм	Відносна висота виробу h/d
	0.5+0.8	0.8+1.6	1.6+2.5	2.5
	Величина припуску h, мм
10	1,0	1,2	1,5	2,0
20	1,2	1,6	2,0	2,5
5 0	2,0	2,5	3,3	4,0

Рисунок 12.1 - Ескіз штампового виробу з припуском на відрізування

1 – матриця; 2 – направляюча; 3 – направляюча пуансона;

4 – листовий метал; 5 – пуансон.

Рисунок 12.2 - Вирубний штамп

Штампування проводять без потоншення стінки. Товщина заготовки повинна бути рівною товщині стінки виробу S.

Розрахунковий діаметр заготовки являється номінальним діаметром матриці. Між матрицею і пуансоном встановлюють відповідний зазор. Зазори мають вирішальне значення в процесі вирубування.

Вони мають сильний вплив на величину потрібного зусилля і роботу вирубування, якість поверхні зрізу, точність одержаної деталі, зношування і стійкість штампу.

Для кожного матеріалу і товщини є свої оптимальні зазори, для яких опір вирубки буде найменший. Z=(5 -: 8) % * S мм

Діаметр пуансона вирубоючого штампу з врахуванням зазору розрахо- вується за формулою:

Ескіз вирубного штампу з літерним позначенням технологічних величин, які необхідно розрахувати за вищевказаними формулами, показаний на рис. 12.2.

12.2.2. Розрахунок операцій штампування-витягування

Витягування – це процес виготовлення пустотілого виробу з листової за- готовки при допомозі витяжного штампу.

В штампувальному виробництві розрізняють два види витягування: витя- гування без потоншення стінок і витягування з потоншенням стінок. В пер- шому випадку витягування проходить без попередньо обумовленої зміни тов щини матеріалу стінок виробу, а в другому – за рахунок зміни поперечного перерізу і потоншення стінок.

Витягування без стоншення стінок виробу проводять з застосуванням притискача (рис. 12.3) в випадку штампування глибоких посудин з тонкого матеріалу, а витягування застосовується при виготовленні неглибоких посудин або виробів з товстих матеріалів, коли складки майже не утворюються або вигладжуються при проходженні через матрицю.

Н еобхідна кількість операцій для витягування виробу заданих розмірів встановлюється, враховуючи відносну глибину витягування і відносну тов- щину заготовки S/D 100%.

1 – витяжна матриця; 2 – заготовка; 3 – притисне кільце; 4 – пуансон.

Рисунок 12.3 - Витяжка з притискним матеріалом

Таблиця 12.2

Кількість операцій витяжки	Відносна товщина заготовки S\D * 100%
	2.0-1.5	1.5-1.0	1.0-0.6	0.6-0.3	0.3-0.5	0.15-0.08
	Відносна глибина витягування, h+h/d
1	0.94-0.77	0.84-0.55	0.70-0.57	0.62-0.50	0.52-0.54	0.46-0.38
2	1.88-1.40	1.60-1.32	1.36-1.10	1.13-1.34	0.96-0.83	0.90-0.70
3	3.50-2.70	2.80-2.20	2.30-1.80	1.90-1.50	1.60-1.30	1.30-1.10

При визначенні числа витяжних операцій потрібно виходити з того, щоб максимально використовувати пластичні властивості металу, який штампується. Але надмірне скорочення числа операцій може привести до сильного зміцнення (наклепування), що викличе появу тріщин і розривів на виробах. Оптимальне число операцій визначається правильним вибором коефіцієнта витяжки. Коефіцієнтом витяжки (m) для порожнистих тіл обертання називається відношення наступного діаметру до попереднього діаметру заготовки або напівфабрикату.

Де d1 - діаметр пуансона для I-ї операції;

dn - діаметр пуансона для наступних операцій;

D - діаметр заготовки.

Значення коефіцієнтів витяжки приводяться в табл. 12.3.

Таблиця 12.3.

Матеріал	m (1-а операція)	mn (2-а операція і наступні)
Сталь 08 холоднотягнута для глибокого витягування	0,52-0,54	0,64-0,72
Алюміній, сплав АМц	0,52-0,55	0,70-0,75
Дюралюміній	0,56-0,58	0,75-0,80
Латунь, мідь	0,50-0,52	0,68-0,72

Для матеріалів товщиною менше 1,5 мм приймають більше значення, а для матеріалів більше 1,5 мм-менше значення.

Діаметр матриці розраховують, враховуючи, що необхідно одержати заданий внутрішній діаметр виробу. В цьому випадку до розрахункового діаметра пуансона d₁ добавляють величину подвійного зазору між пуансоном і матрицею.

Діаметри пуансонів для кожної операції дорівнюють

Зазор при витягуванні без потоншення стінки визначається за формулою

Smax - максимальна товщина матеріалу з врахуванням допуску на прокат.

S - номінальна товщина матеріалу, мм;

C - коефіцієнт для I-ї операції – С=0,3, для наступних С=0,1

По знайденому зазору розраховують діаметр матриці

d_m=d₁+z

Радіус заокруглення матриці і радіус заокруглення пуансона rn вибирають

Зусилля пресу при штампуванні – витягуванні дорівнює

Pпр - потрібне зусилля пресу, H;

Рв - зусилля витягування, H;

Q - зусилля притискування, H.

Зусилля витягування і притиснення визначають за формулою

d1 - діаметр пуансона при першій операції, мм;

S - товщина металу, який штампується, мм;

в - межа міцності металу, кгс/мм²

n - поправочний коефіцієнт залежний від коефіцієнта витягування m;

Fn - площа заготовки, яка знаходиться під притискуванням, мм²;

q - тиск притискування, кгс/мм².

Нижче приводиться значення, поправочного коефіцієнту n в залежності від коефіцієнта m (табл. 12.4) і практично встановлена величина тиску притискування при витягуванні виробів з різних матеріалів(табл. 12.5).

Таблиця 12.4

m	0.55	0.57	0.60	0.62	0.65	0.67	0.70	0.72	0.75	0.77	0.80
n	1.0	0.93	0.86	0.79	0.72	0.66	0.60	0.55	0.50	0.45	0.10

Таблиця 12.5

Матеріал	q , кгс/мм2
Алюміній, сплав Амц	0,08-0,12
Дюралюміній відпалений або загартований	0,12-0,18
Сталь мягка 0,8	0,25-0,30
Сталь мягка 0,8 кп	0,20-0,25
Латунь	0,15-0,20