Штамповка ответной планки
Министерство
образования и науки Российской Федерации
КАЗАНСКИЙ
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ им. А.Н.Туполева - КАИ
Институт
Автоматики и Электронного Приборостроения
Кафедра
автоматики и управления
Пояснительная
записка к курсовому проекту
по
дисциплине "Технология приборостроения"
на тему
Штамповка
ответной планки
Выполнил студент
группы 3439
Шаймарданов Т.М.
Руководитель
Алпаров А.У.
Казань,
2015
Оглавление
1.Введение
по разделу штамповки
2.Технологические
требования к конструкции штампованных деталей
3.Раскрой
материала
4.
Расчет
коэффициента использования материала
.
Расчет усилия штамповки
.
Определение центра давления штампа
7.Расчёт
исполнительных размеров штампа
8.
Конструирование
штампа
9.Выбор
оборудования
Список
используемой литературы
1.Введение по
разделу штамповки
Целью данного курсового проекта является
разработка и конструирование штампа.
Листовая штамповка - метод изготовления плоских
и объемных тонкостенных изделий из листового материала, ленты или полосы с помощью
штампов на прессах или без применения прессов. Листовая штамповка
подразделяется на горячую и холодную.
Холодная штамповка- это наиболее прогрессивный
метод обработки давлением, так как он позволяет получить детали, не требующие в
большинстве случаев дальнейшей обработки резанием. Холодной листовой
штамповкой изготовляют как крупные, так и мелкие детали (рамы и кузова
автомобилей, шасси самолетов, элементы обшивки судов, детали часовых
механизмов и др.).
Листовая штамповка дает большую экономию в
использовании металла, обеспечивая в то же время высокую производительность. Но
наибольший эффект она дает при массовом и крупносерийном производстве.
При холодной листовой штамповке применяются
углеродистая и легированная стали, алюминий и его сплавы, медь и ее сплавы, а
также неметаллические материалы: картон, эбонит, кожа, резина, фибра,
пластмасса, поставляемые в виде листов, лент и полос.
2. Технологические требования к конструкции
штампованных деталей
Технологические процессы холодной штамповки
могут быть наиболее рациональными лишь при условии создания технологичной
конструкции или формы детали, допускающей наиболее простое и экономичное
изготовление. Поэтому технологичность листоштампованных деталей является
наиболее важной предпосылкой прогрессивности технологических методов и
экономичности производства.
Под технологичностью следует понимать такую
совокупность свойств и конструктивных элементов, которые обеспечивают наиболее
простое и экономичное изготовление деталей (в условиях данной серийности
производства) при соблюдении технических и эксплуатационных требований к ним.
Эксплуатационно-технические требования к
листовым штампованным деталям следующие:
) полное соответствие конструкции назначению и
условиям эксплуатации детали;
) обеспечение требуемой прочности и жесткости
при минимальном расходе металла;
) обеспечение необходимой точности и
взаимозаменяемости;
) соответствие специальным физическим,
химическим или техническим условиям.
Основными показателями технологичности листовых
холодно-штампованных деталей являются:
) наименьший расход материала;
) наименьшее количество и низкая трудоемкость
операций;
) отсутствие последующей механической обработки;
) наименьшее количество требуемого оборудования
и производственных площадей;
) наименьшее количество оснастки при сокращении
затрат и сроков подготовки производства;
)увеличение производительности отдельных
операций и цеха в целом.
Общим результативным показателем технологичности
является наименьшая себестоимость штампуемых деталей.
3. Раскрой материала
Раскрой листового металла на штучные заготовки и
полосы является первой операцией, связанной с потерями металла в виде обрезков
и неиспользуемых отходов.
При выборе раскроя материала было рассмотрено
несколько вариантов расположения деталей на листе. Самый большой коэффициент
использования материала получился при следующем расположении:
Рис.1. Раскрой материала для штампуемых деталей
В соответствии с ГОСТ 19904-74 длина полосы
выбирается равной 1000 мм. Размеры перемычек принимаем:=1,7мм., b=1,4мм.
Ширина полосы определяется по формуле:
.
где Δ-минусовой
допуск на ширину полосы.
Величина начального отхода равна
величине перемычки а.
Длина участка, на котором
располагается 1 деталь:
1,7+15+1,4=18,1мм.
Окончательные размеры полосы 18,1×68,9×1
Шаг штамповки:
.
Количество деталей в полосе:
Количество полос:
,принимаем 21.
Количество деталей в листе:
Механические свойства материала для
изготовления указаны в таблице 2. (ГОСТ 380-94)
Таблица 2.
Марка материала Состояние Сопротивление
срезу Предел
прочности
|
|
|
|
Ст3сп
|
Углеродистая,
обыкновенного качества
|
40
|
370-490
|
26
|
. Расчет коэффициента использования материала
Коэффициент использования материала (сокращённо
КИМ)- это одна из характеристик производственного процесса. Он представляет
собой количество материала (объём или массу) в готовом изделии делёную на общее
количество материала, пошедшее на изготовление изделия. Данный коэффициент по
понятным причинам не может быть больше единицы, впрочем, и единице он
практически никогда не равен.
Рис.2. Пример раскроя листа.
Показателем, характеризующим степень лучшего
раскроя, является коэффициент использования материала:
где:
- площадь вырубаемой детали найдена
с помощью использования пакета КОМПАС-3D.
;
Рис.3. Площадь вырубаемой детали.
- количество деталей на листе
1323шт.;
- площадь листа, равная:
;
Таким образом:
. Расчет усилия штамповки
Расчетное усилие P определяется по
формуле:
,
где:- периметр вырубаемого контура в
мм;- толщина материала в мм;
- сопротивление срезу .
,
Необходимое усилие пресса рассчитывается
по формуле:
где:
- номинальное усилие пресса.
Для определения запаса энергии,
которой должен располагать пресс, осуществляющий вырубку-пробивку, определяется
работа деформации по формуле
,
где:
λ - коэффициент, составляющий λ=0,65 - для листа из
средней стали толщиной 1мм.,ход пуансона, принимаем h=2,5мм.
. Определение центра давления штампа
Нахождение центра давления выполним
при помощи пакета КОМПАС-3D.
Рис.4. Определение центра давления штампа
Рис.5. Геометрическое расположение центра
давления штампа
.Расчёт
исполнительных размеров штампа
Исполнительные размеры пуансона и матрицы определяется
видом штамповки, толщиной штампуемого материала и точностью изготовления
детали.
Из справочной литературы (см.[1], с.82) выбираем
допуски на рабочие размеры матрицы и пуансона соответственно:
, .
По виду и толщине штампуемого
материала определяем зазор z между матрицей и пуансоном и допуск
на зазор ∆zпо (см.[1], с.76). Выбираем зазор z= 0,06 мм и допуск на зазор
∆z= +0,02 мм.
При вырубке контура детали основной
деталью является матрица, поэтому при износе размеры матрицы будут
увеличиваться.
Определим припуск на износ по
предельным отклонениям размеров элемента штампуемой детали по [см.[5], с.65,
табл. 13]:
размер 65
размер 15
радиус 7,5
Учитывая контур получаемой детали,
величину зазора и допуск на зазор, принимаем совместный способ изготовления
матрицы и пуансона.
Определим исполнительные размеры
матрицы, пуансона и радиусов контура по формулам, соответственно:
Тогда:
размер матрицы Lм65 = (65 -
0,25)+0,06 = 64,75+0,06, мм;
размер пуансона Lп65 = (65 - 0,25 -
0,05)-0,06 = 64,7-0,06, мм;
размер матрицы Lм15= (15 -
0,17)+0,035 = 14,83+0,035, мм;
размер пуансона Lп15 = (15 - 0,17 -
0,05) -0,035 = 14,78-0,035, мм;
радиус контура: Rm7,5= (8-0,15)
+0,035 = 7,85+0,035, мм;
Размеры пуансона дорабатываются по
матрице до обеспечения зазора z= 0,06 мм и допуска на зазор ∆z= +0,02 мм.
8. Конструирование штампа
Рис.6. Рабочая зона штампа
Размеры рабочей зоны штампа
составляют
Этим значениям соответствуют размеры
матрицы
(см.
[2], с.75, табл.17).
Определяем диаметры винтов и штифтов (по [2],
с.77, табл.18). Найденному операционному усилию и принятым размерам матрицы
соответствуют винт М8 и штифт диаметром 8 мм.
где: s- толщина штампуемого материала, мм;
- размеры рабочей зоны штампа, мм;
- коэффициент, зависимый от
временного сопротивления штампуемого материала, принимаем .
Подставив все известные значения в
формулу, получаем Н=16,94мм.
Принимаем высоту матрицы согласно
ГОСТ-15861-81: Н=25мм.
Расстояние от края матрицы до
отверстия под штифт равно е2=12,5мм. Расстояние от края пуансона до отверстия
под штифт равно е2=12,5мм. Дополнительно в пуансоне на другой диагонали
делаются отверстия под винты.
Также на матрице устанавливаются
направляющие в виде винтов М6х15 ГОСТ 21335-75, чтобы полоса не перемещалась
поперек движению и вверх-вниз и пружина с выталкивателем.
Обозначение плиты-заготовки
1025-0645, массой 1,54 кг., размер рабочей площади 125х63.
. Выбор оборудования
При выборе оборудования для
разделительных операций операционное усилие необходимо увеличивать на 30%.
Поэтому усилие, по которому выбирается пресс, теперь составит:
шамповка давление
разделительный оборудование
Полезная работа составит A=185,2кДж.
Выбираем пресс КД1424В.
Закрытая высота штампа должна
находиться в пределах от до , где -
минимальная закрытая высота пресса, -максимальная закрытая высота
пресса.
где , -минимальная, максимальная высота
хода ползуна; из [3], с.25 выбираем ,
- высота подштамповой плиты; также
выбираем
, - диапазоны регулировки шатуна и
стола, выбраны значения ;
Подставив найденные величины в
формулы получим
Закрытая высота штампа составляет
300мм, таким образом условие соблюдается. Окончательно принимаем пресс КД1424В.
Таблица 3.
Ном.
усилие,
кН
|
Ход
ползуна: max, мм min,мм
|
Число
ходов ползуна в минуту
|
Размеры
стола, мм
|
Наибольшее
расстояние между столом и ползуном в его нижнем положении при наибольшем
ходе, мм
|
250
|
80
и 5
|
180
|
280х180
|
300
|
Список используемой литературы
Корсаков
В.Д. Справочник мастера по штампам. Машиностроение, Ленинград, 1973, 192с.
Л.И.Рудман.
Справочник конструктора штампов. Листовая штамповка. M.: Машиностроение, 1988.
- 496с.
Справочник
по оборудованию для листовой штамповки /Л. И. Рудман, А. И. Зайчук, В. Л.
Марченко и др.; Под общ.ред. Л. И. Рудмана.- К.: Техника, 1989.- 231 с.