ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ №3

«ЛИСТОВАЯ ШТАМПОВКА»

3.1 ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Целью работы является:

- изучение основных операций листовой штамповки;

- разработка маршрута изготовления детали листовой штамповкой;

- выбор способа получения и методики расчета размеров заготовок из листового проката;

- выбор оборудования для изготовления заготовок.

3.2 СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1. Изучить разделительные и формоизменяющие операции листовой штамповки.

2. Изучить конструкцию детали.

3.Выбрать разделительные и формоизменяющие операции.

4. Рассчитать размеры заготовки для изготовления детали.

5. Рассчитать размеры предварительной заготовки.

3.3 ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Листовая штамповка является одним из прогрессивных методов формообразования на прессах при помощи штампов и широко применяется во всех отраслях промышленности. В качестве заготовок при листовой штамповке используют полученные прокаткой листы, полосу или ленту.

Точность деталей при листовой штамповке достигает 11…12 квалитета, а в случае проведения дополнительной зачистки и калибровки – 7…8 квалитетов.

Достоинства листовой штамповки: малая металлоемкость изделия; высокая точность изделий; хорошее качество поверхности, низкая себестоимость изготовляемых деталей.

Операции листовой штамповки в соответствии с ГОСТ 18970-84 разделяют на две основные группы: разделительные; формоизменяющие.

При выполнении разделительных операций листовой штамповки (отрезка, вырубка, пробивка, разрезка и др.) деформирование заготовки происходит вплоть до разрушения.

Формоизменяющие операции (гибка, вытяжка, формовка, отбортовка, правка и др.) характеризуются изменением формы исходной заготовки без ее разрушения.

3.3.1 Разделительные операции листовой штамповки

Разделительными операциями осуществляется отрезка рулонного и листового проката на ленты и полосы, вырубка плоских деталей различной формы, получение заготовок для последующей штамповки пространственных пустотелых деталей.

Отрезка – разделение заготовки по незамкнутому контуру. Для отрезки применяют ножницы с параллельными, наклонными (гильотинные) и дисковыми (роликовыми) ножами.

Гильотинные ножницы с параллельными ножами (рис. 3.1, а) применяют для отрезки узких полос от листов. Лист 1 укладывают на стол с неподвижным нижним ножом 4, лист удерживается на столе ножниц прижимающим усилием специального механизма, и при движении верхнего ножа 2 заготовка 3 одновременно разрезается по всему сечению.

На гильотинных ножницах с наклонными ножами (рис. 3.1, б) режущая кромка верхнего ножа установлена под углом к нижнему ножу, поэтому отрезке подвергается не все сечение листа, а только определенная его часть. Усилие отрезки меньше.

Н а дисковых ножницах (рис. 3.1, в) отрезка выполняется двумя дисковыми ножами 5, вращающимися в противоположные стороны. Длина отрезаемой полосы не ограничивается.

Рисунок 3.1 – Схема резки на ножницах:

а – гильотинных с параллельными ножами; б - то же, с наклонными ножами;

в – дисковых. → – направление действия режущего усилия

Вырубка – разделение заготовки по замкнутому контуру, при котором отделяемая часть является деталью (оформляется наружный контур детали).

П робивка – разделение заготовки по замкнутому контуру, при котором отделяемая часть является отходом (оформляется внутренний контур детали – изготовление отверстия).

3.3.2 Раскрой материала

Раскрой – это порядок расположения заготовок на листе, ленте или полосе.

При раскрое с отходами деталь (заготовку) получают вырубкой по замкнутому контуру. Между деталями и кромкой исходной заготовки (лист, полоса) оставляют перемычки. Различают два вида перемычек: перемычки между вырубленными деталями – а₁ ≈ s (s – толщина материала) и между краями детали и кромкой листа или полосы – а (а = 1,15…1,3а₁) (рис. 3.2, а).

Малоотходный раскрой (рис. 3.2, б) характеризуется отсутствием боковых перемычек, при этом ширина полосы должна быть равна ширине штампуемой детали.

Безотходный раскрой (рис. 3.2, в) применяют при штамповке деталей, контур которых сопрягается один с другим. При безотходном раскрое перемычки отсутствуют.

Рисунок 3.2 – Типы раскроя:

а – с отходами; б – малоотходный; в – безотходный; а – перемычка между деталью и кромкой листа (полосы); а₁ – перемычка между деталями (отходный материал)

Различают шесть видов раскроя деталей (заготовок), область применения которых определяется формой и размерами штампуемых деталей – раскрой прямой, наклонный, встречный, комбинированный, многорядный и с вырезкой перемычек.

3.3.3 Формоизменяющие операции листовой штамповки

Формоизменяющие операции – это операции обработки металлов давлением, в результате которых изменяется форма заготовки путем пластического деформирования (гибка, вытяжка, отбортовка, обжим и др.).

Вытяжка (без утонения стенок) – превращение плоской заготовки в полое изделие (стакан) с толщиной стенки, равной толщине заготовки или увеличение высоты полого полуфабриката.

При вытяжке фланец и вертикальные стенки вытягиваемой заготовки находятся в различных условиях напряженного и деформированного состояний (рис. 3.3, а). Во фланце в радиальном направлении действуют растягивающие напряжения σ_р, втягивающие фланец в отверстие матрицы, и сжимающие напряжения σ_с, действующие в тангенциальном направлении и уменьшающие диаметральные размеры заготовки.

Плоская заготовка втягивается пуансоном 4 в отверстие матрицы 5. При определенных размерах фланец заготовки может потерять устойчивость под действием сжимающих напряжений σ_с, что приведет к образованию складок 6 (рис. 3.3, а).

Для предотвращения появления складок применяют прижим 3, с определенной силой прижимающий фланец заготовки к поверхности матрицы.

Рисунок 3.3 – Схемы вытяжки:

а – первый переход вытяжки, б – последующая вытяжка,

в – вытяжка с утонением стенки

Растягивающие напряжения σ_р (при σ_р > σ_в) в стенке могут привести к отрыву в донной части.

Усилие вытяжки цилиндрического полуфабриката в штампе с прижимом определяют приближенно по формуле, МН:

P = σ_в ^. π ^. D ^. s + q ^. F₂. (3.1)

В этих формулах: q – удельное усилие вытяжки: для углеродистой стали q = 0,3 МН/м²; для легированных сталей q = 0,4 МН/м². F₂ – площадь контакта прижима и заготовки в начальный момент вытяжки, м².

Размеры заготовки можно определять из условия равенства поверхности детали (по средней линии) и площади плоской заготовки.