3.3.4 Инструмент и оборудование для листовой штамповки

Инструмент листовой штамповки – штампы.

Штампы делят на простые и сложные. Простые штампы выполняют одну операцию. Сложные штампы за один ход ползуна пресса выполняют несколько операций.

Оборудование для листовой штамповки: механические прессы, гидравлические прессы, автоматы, различные ножницы, установки для штамповки с применением энергетических импульсов и др.

3.4 Методика выполнения работы

Задание. Изготовить деталь рис. 3.4 листовой штамповкой.

Рисунок 3.4 – Эскиз детали

Решение

Для изготовления детали (рис. 3.4) – исходная заготовка – листовой прокат (из табл. А.1) необходимо: разработать маршрут изготовления детали; рассчитать мощность необходимую для выполнения разделительных операций; выбрать оборудование; рассчитать размеры заготовки для изготовления детали; рассчитать усилие формообразующей операции и операций вырубка и пробивка.

3.4.1 Маршрут изготовления детали листовой штамповкой

005 Отрезка.

Ножницы гильотинные.

010 Отрезка.

Ножницы гильотинные.

015 Вытяжка.

Пресс 160 т ПД 476. Штамп Ж3 810.090.

020 Вырубка.

Пресс 10 т К 2320. Штамп Ж3.102.889.

025 Пробивка.

Пресс 10 т К 2320. Штамп Ж3.805.689.

1. Отрезка – разделительная, заготовительная операция получения заготовок из листового проката в виде полос. Для отрезки выберем ножницы с наклонными (гильотинные) ножами. Качество резки зависит от заточки ножей и от зазора z между ними. Для расчета – зазор z из табл. А.2 .

а ) Мощность, необходимая на выполнение разделительных операций определяется по формуле (кВт):

где A – работа резки за один ход (Н ^. мм), n – число ходов ножа в минуту (ход/мин), η – коэффициент полезного действия ножниц η = 0,75.

б) Работа резки за один ход определяется по формуле (Н^.мм):

А = Р ^. Н,

где Р – усилие резки (Н); Н – раскрытие ножниц (мм).

в ) Усилие резки Р определяется по формуле (Н):

где S – толщина материала (м); σ_вср = 0,8 ^. σ_в (МПа); К – коэффициент, учитывающий заточку ножей К = 1,75; α – угол реза (угол раскрытия ножниц), град. (табл. А.2).

г) Раскрытие ножниц Н определяется по рис. 5 (на рисунке указываются размеры варианта) и формуле (мм):

Н = а + b,

где а = S + z; z – зазор между ножами равен 0,6S (мм) (табл. ).

b = L^. tgα, мм,

где L – длина реза (наибольшая ширина разрезаемого металла),мм (табл. А.2).

Рисунок 3.5 – Схема резки на ножницах с наклонными (гильотинными) ножами

д) По рассчитанной мощности, выбираем модель ножниц с наклонными (гильотинные) ножами (из табл. Б.1).

2. Вытяжка – формоизменяющая операция для изготовления детали заданной конфигурации из листового материала.

а) Определение размеров заготовки под вытяжку.

Поверхность заготовки при вытяжке изменяется незначительно и размеры заготовки можно определять из условия равенства поверхности детали (по средней линии) и площади плоской заготовки (рис. 3.6).

Определение диаметра заготовки изделия при вытяжке выполняем по рис. 3.6 и формуле:

В формуле диаметры: d₂ = D; d₃ = D₂; (D, D₂ по варианту задания табл. А.1). Размеры d₁ и f – рассчитываются.

d₃

9^о±1^о

d₂

d₁

Рисунок 3.6 – Эскиз для определения диаметра заготовки изделия при вытяжке

3. Расчет усилия для выполнения формообразующей операции

Чтобы сжимающие напряжения во фланце не привели к потере устойчивости (образованию складок), применяем прижим.

Величина усилия для подбора пресса при вытяжке определяется по формуле, МН:

P_пресс = π ^.D ^. S ^. σ_в ^. K + q ^.F_пр,

где D – диаметр заготовки под вытяжку, м; q = 0,3 МН/м² – удельное усилие вытяжки, (для углеродистой стали); F_пр – площадь контакта прижима и заготовки в начальный момент вытяжки, м².

4. Расчет усилия при вырубке и пробивке.

При вырубке и пробивке в штампах с параллельными режущими кромками усилие определяется по формуле, кН:

где π ^. D – длина окружности (периметр вырубаемого контура или пробиваемого отверстия, размеры диаметров по рис.5 и табл. А.1), в м;

s – толщина материала (по рис. 3.4 и табл. А.1) в м;

σ_ср – удельное сопротивление среза в МПа ( σ_ср = 0,8 ^. σ_в);

K = 1,2 – коэффициент запаса, учитывающий влияние притупления режущих кромок и колебание изменения механических свойств вырубаемого материала.