Введение:
Холодная штамповка-одна из самых прогрессивных технологий получения
заготовок, а в ряде случаев и готовых деталей изделий машиностроения,
приборостроения, радиоэлектронных и вычислительных средств. По данным
приборостроительных и машиностроительных предприятий до 75% заготовок
и деталей изготавливается методами холодной штамповки.
Холодная штамповка является одним из прогрессивных методов получения
узлов и деталей в различных отраслях промышленности.
Характерными чертами процессов холодной штамповки, обеспечивающими
её широкое распространение, являются:
ограниченность номенклатуры оборудования;
простота эксплуатации оборудования;
возможность изготовления изделий из разнообразных материалов;
высокая производительность труда;
низкая квалификация рабочих;
малая себестоимость изделий;
применение инструмента, автоматически обеспечивающего необходимые
точность детали и шероховатость её поверхности;
- малые потери материала, высокий коэффициент его использования;
- возможность механизации и автоматизации процессов.
Специфической особенностью процесса холодной штамповки является
высокая стоимость инструмента-штампов. Этот фактор предъявляет особо
жесткие требования к качеству разработки технологических процессов.
Сейчас применяются разные материалы, но все их принято условно клас-
сифицировать на группы:
- конструкционные материалы – применяются для создания деталей,
узлов РЭС;
- инструментальные стали и сплавы (штампы, пресформы);
- стали и сплавы с заданными физико-механическими свойствами
(радиоматериалы);
- неметаллические материалы (слюда, бумага, картон).
Выбор материала зависит от условий эксплуатации РЭС, от назначения РЭС.
Несмотря на большое разнообразие физико-механических свойств,
качество материалов зависит от химического строения, чистоты, от
атомно-молекулярного строения.
1. Анализ физико-механических, химических, конструкторско-технологических свойств материала детали.
Наиболее распространенными материалами, применяемыми в холодноштам-
повочном производстве, являются прокат металлов: стали, меди и её сплавов,
алюминия и алюминиевых сплавов, никеля и его сплавов, цинка и др., а также
неметаллические материалы. Материал детали должен удовлетворять
не только её назначению и условиям работы, но и технологическим требова-
ниям, вытекающим из характера производимых при изготовлении деформаций. Вследствие этого материал должен обладать определенными физическими,
химическими и механическими свойствами, удовлетворяющими техничес-
ким условиям по толщине и качеству поверхности. Пригодность материала для штамповки характеризуется, прежде всего, его
механическими характеристиками. Также наиболее распространенными материалами в холодной штамповке
являются различные сорта листовой и полосовой углеродистой и легирован-
ной стали. По качеству материала листовая и полосовая сталь разделяются на сорта,
изготовляемые из сталей различных марок:
1) листовая углеродистая сталь – из марок стали обыкновенного качества по
ГОСТу 380 – 60 (группа А и Б);
2) листовая углеродистая качественная сталь – из марок качественной стали по ГОСТу 1050 – 60 ; В данном курсовом проекте мы будем работать со сталью приведенной в пункте
2). 1.1. Механические характеристики: Сталь 10 ГОСТ 1050 – 60 имеет следующие механические характеристики:
- сопротивление срезу ?ср=29 кГ/мм2 или 286 МПа;
- предел прочности (не менее) ?в=335 МПа или 34 кГ/мм2;
- предел текучести ?т?165 МПа;
- относительное удлинение (не менее) ?=31%;
- относительное сужение (не менее) ?=55%;
1.2. Химический состав, %
| | основная | заменители | |
|Пуансоны и матрицы |У10, У10А, | 5ХВ2С, Х12М |Калить пуансоны – HRC|
|простой формы |Х12Ф1 | |54-68; матрицы – HRC |
| | | |56-60 |
|Плиты блоков |Чугун | Стальное | _____________|
| |СЧ 21-40 |литье | |
| | |30Л, 40Л | |
|Хвостовики |Стали 35, 40| Ст4 и Ст5 | |
| | | |_____________ |
|Колонки направляющие |Сталь 20 | |Цементировать на |
| | |Ст2 |глубину 0,5-1 мм; |
| |Стали 45, 50| |калить HRC 58-62, |
| | | |калить HRC 45-60 |
|Втулки направляющие | | | |
|Пуансонодержатели |Стали 35, 45| Ст3 | |
| | | |______________ |
|Плитки подкладные |Сталь 45 | Ст5 |Калить HRC 40-45 |
|Съемники направляющие |Сталь 45 | Сталь 40 | |
| | | |______________ |
|Съемники |Ст3 | Сталь 25 | |
|Упоры |Сталь 45 | __________ |Калить HRC 40-45 |
|Прижимы, |Стали 40, 45| Ст5 | |
|выталкиватели, | | |Калить HRC 50-54 |
|направляющие планки | | | |
|Ловители, фиксаторы |Сталь У8А | Сталь У7А | |
|Винты |Сталь 45 | __________ |Калить головку |
| | | |HRC 40-45 |
6.3. Выбор стандартного блока штампа.
Выбор стандартного блока штампа осуществляется по номерам. Для
определения номера вычислим размеры рабочей зоны ар и bр матрицы
(приложение 3 [1], рис.П2) и по ним согласно таблице приложения 2[1]
определим размеры Аr и Вr матрицы штампа. Зная эти размеры, по таблицам приложений 4...6 найдем номер и размеры блока, и размеры гладких
направляющих штампа.
- размер рабочей зоны (арxbр) – 40x40;
- размер матрицы штампа (АrxВr) – 80x80;
Основные размеры блоков и направляющих (в миллиметрах)
№ |L |B |dнп |dнп1 |h |h1 |H |e1 |e2 |A2 |A1 |A |r | |08 |80 |80 |25 |22
|45 |36 |166 |25 |20 |150,0 |120 |150 |36 | |
6.4. Техническое нормирование штамповочных операций.
Определим штучное время Тшт, необходимое для выполнения разрабатываемой
штамповочной операции; штучнокалькуляционное время Тк, используемое для
определения себестоимости детали, а также количество штампов и прессов,
необходимых для выполнения программы выпуска деталей.
Полная норма штучного времени определяется по формуле:
Тшт=Топ+Тд,
где Топ – оперативное время, непосредственно затрачиваемое рабочим на
выполнение операции; Тд – дополнительное время, требуемое на обслужива-
ние штампа и отдых. Топ складывается из основного времени t0, определяемого процессом
получения детали (двойной ход ползуна), и вспомогательного tB, затрачивае-
мого на выполнение ручных различных приемов, необходимых для выполне-
ния основной работы. К вспомогательному времени также относится время на
установку полосы (заготовки) в штамп, продвижение, снятие детали, удаление
отходов, включение и выключение пресса и т.п. Топ определяется следующим образом:
Топ=(t0+tB)/z,
где z – количество деталей, получаемых за один двойной ход ползуна пресса
(в нашем случае z=1); t0=1/n для автоматической работы штампа (n – частота хода ползуна) tB определяется путем непосредственного хронометража работы передовых
рабочих. При ручной подаче его можно определить, исходя из следующих
соображений: tB=tB1/nд+tB2+tB3,
где tB1 – время на приемы (возьмем tB1=12 сек.); tB2 – время на продвижение полосы на один шаг (возьмем tB2=1 сек.); tB3=0, так как осуществляется вырубка на провал; nд – количество деталей, получаемых из полосы (nд=181).
Значит с учетом вышеизложенного tB=12/181+1=1,1 сек. t0=0,01 мин.
Определим оперативное время
Топ=1,7 сек.
Определим дополнительное время, требуемое на обслуживание штампа и отдых
Тд=tОБ+tП,
где tОБ – время на обслуживание штампа; tП – время на отдых.
Так как усилие выбранного пресса меньше 1000 кН, то tОБ=0,03Топ,
tП=0,09Топ, то
Тд=0,03?1,7+0,09?1,7=0,204 сек.
Определим штучное время Тшт, необходимое для штамповки одной детали
Тшт=1,7+0,204?1,904 сек,
значит за одну минуту штампуется 30 деталей, а за один час 1800 деталей и,
следовательно, для штамповки годовой программы (1000000 штук) потребуется
555,6 часов. Определим время работы штампа между двумя переточками:
Ту=Тшт?nу+tу+tсн,
здесь nу – стойкость штампа (nу=40 из таблицы 9[1]); tу и tсн – время, затрачиваемое на установку и снятия штампа
(tу=30 мин, tсн=10 мин, взяты из таблицы 10[1]).
Определим время работы штампа между двумя переточками:
Ту=0,03?40+30+10=41,2 мин, Определим время на выполнение годовой программы:
ТN=(N/nу)?Ту?(1+Кп),
где Кп – потери времени на ремонт и переналадку оборудования; Кп=3%,
ТN=17218 часов. Определим количество рабочих мест, требуемых для выполнения годовой
программы: nр=ТN/[Tф?(1-Кп)],
где Tф – годовой фонд рабочего времени. Tф=4074 ч при работе в две смены nр=4 Учитывая, что штампы в процессе работы могут выходить из строя,
предусмотрим некоторый запас штампов-дублеров (таблица 11[1]). Следова-
тельнно, общее число штампов будет равно: nш=nр+nдб,
где nдб – количество штампов дублеров. nш=2
Заключение.
В данном курсовом проекте мы рассмотрели вопросы разработки технологии,
проектирования и изготовления технологической оснастки для производства
холодноштамповочных операций вырубки – пробивки деталей РЭС.
Материал детали полностью пригоден для изготовления ее предложенным
методом.
Содержание.
Введение....................................................................
...........................................2 1. Анализ физико-механических,
химических, конструкторно-технологи- ческих свойств материала
детали....................................................................3 1.1 Механические
характеристики..............................................................
........3 1.2 Химический
состав......................................................................
...................3 1.3 Технологические
свойства....................................................................
.........4 1.4 Физические
свойства....................................................................
..................4
2. Анализ технологичности конструкции штампуемой
детали........................6
3. Определение раскроя материала и расчет размеров
заготовки....................7
4. Разработка маршрутной и операционной
технологий..................................8
5. Определение технологических режимов штамповки и выбор пресса.........9 5.1 Определение технологических режимов
штамповки.................................9 5.2 Выбор
пресса......................................................................
............................10
6. Проектирование технологической оснастки –
штампов...............................11 6.1 Выбор схемы действия
штампа....................................................................11
6.2 Расчет конструкции
штампа......................................................................
...12 6.2.1 Расчет исполнительных размеров рабочих деталей
штампов...............12 6.2.2 Определение центра давления
штампа....................................................13 6.2.3 Выбор материалов для изготовления деталей
штампа...........................14 6.3 Выбор стандартного блока
штампа..............................................................14 6.4 Техническое нормирование штамповочных
операций...............................15
Заключение..................................................................
........................................17
Список
литературы..................................................................
...........................18
Список литературы.
1. Горин В.С., Лазутин Ю.Д.: “Технология деталей и узлов РЭС. Холодная штамповка: вырубка, пробивка”, Методическое указание к курсовому проектированию/Рязань 2000.
2. Романовский В.П.: ”Справочник по холодной штамповке” – Л.: Машино- строение, 1979.
3. Сорокин В.Г.: “Марочник сталей и сплавов” – М.: Машиностроение, 1989.