Министерство образования Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

"Тюменский государственный нефтегазовый университет"

Определение параметров холодной листовой штамповки методические указания

к лабораторной работе по дисциплине

"Технология конструкционных материалов"

для студентов очной и заочной форм обучения

Тюмень, 2006

Утверждено редакционно-издательским советом ТюмГНГУ

Составители: к.т.н., доцент Скифский С.В.

к.т.н., ст. преподаватель Плеханов В.И.

 Тюменский государственный нефтегазовый университет, 2003

Цель работы – ознакомление с основными операциями холодной листовой штамповки, приобретение навыков технологических расчетов.

Задача – по заданному чертежу детали и прочностным характеристикам ее материала определить исходные размеры заготовки и необходимые усилия операций вырубки и вытяжки на первом переходе.

Материальное обеспечение – комплект заготовок по переходам и операциям технологического процесса изготовления корпуса свечи зажигания методом листовой штамповки; штангенциркуль.

1. Общие положения

Листовая штамповка – процесс получения из листа полосы, ленты изделия плоской или пространственной формы с заданными геометрическими и структурными параметрами без существенного изменения толщины материала.

Заготовка обрабатывается с помощью специальных инструментов –штампов, главные рабочие части которых называются матрицей и пуансоном. Пуансон вдавливает заготовку или ее часть в полость матрицы. Основным оборудованием листовой штамповки являются прессы (кривошипные, гидравлические) и молоты (воздушные).

Для листовой штамповки используют материалы, имеющие высокую пластичность: низкоуглеродистые стали (Ст2; Ст3; 08кп; 10; 20), пластичные легированные стали (например 12X18H9T), медь (Ml; M2), латунь с высоким содержанием меди (Л62, Л68), алюминий и его деформируемые сплавы и др. В связи с тем, что в основе обработки лежит процесс пластической деформации, листовая штамповка в холодном состоянии сопровождается упрочнением (наклепом) материала. В сравнении с исходным значением увеличение прочности (_в) может быть значительным – в 2-3 раза. Поэтому обработка предварительно деформированной заготовки требует приложения больших усилий, либо промежуточной термообработки.

Операции листовой штамповки делятся на разделительные и формообразующие.

Основные разделительные операции (рис. 1):

а – отрезка – полное отделение части заготовки по незамкнутому контуру путем сдвига (часто производится на гильотинных ножницах);

б, в – вырубка и пробивка – полное отделение изделия от исходной заготовки по замкнутому контуру путем сдвига. Вырубкой оформляют наружный контур детали, а пробивкой – внутренний контур (изготовление отверстий).

а	б	в

Рис. 1. Разделительные операции листовой штамповки: а – отрезка; б – вырубка; в – пробивка; 1 – пуансон; 2 – изделие или полуфабрикат; 3 – матрица; 4 – отходы

Основные формообразующие операции (рис. 2):

а – гибка – изменение кривизны заготовки практически без изменения ее толщины;

б, в – вытяжка – превращение плоской заготовки в полое пространственное изделие. Выделяют вытяжку без утонения стенок и вытяжку с утонением стенок;

г – отбортовка – получение бортов (горловин) путем вдавливания центральной части заготовки с предварительно пробитым отверстием в матрицу;

д – обжим – уменьшение диаметра края полой заготовки в результате заталкивания ее в сужающуюся полость матрицы;

е – формовка – изменение формы заготовки или полуфабриката посредством деформирования ее отдельных участков – например увеличение размеров части полой заготовки с помощью резинового вкладыша.

Наиболее важное технологическое значение имеет вытяжка детали типа цилиндрической гильзы (стакана). Она производится за один или несколько переходов. Первый переход заключается в проталкивании листовой плоской заготовки через отверстие матрицы. Последующие переходы аналогичны процессу волочения труб – протягиванию изделия через волоку, размеры сечения которой меньше сечения исходной заготовки.

а	б	в
г	д	е

Рис. 2. Формообразующие операции листовой штамповки: а – гибка; б – вытяжка; в – вытяжка с утонением (протяжка); г – отбортовка; д – обжим; е – формовка с раздачей; 1 – пуансон; 2 – изделие или полуфабрикат; 3 – матрица; 4 – прижим; 5 – резиновый вкладыш

Проектирование технологического процесса вытяжки решает следующие основные задачи;

– расчет исходного размера плоской заготовки;

– определение усилия, необходимого для вырубки исходной заготовки из листа;

– определение усилия вытяжки на первом и последующих переходах.