Федеральное агентство по образованиюРФ
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
Камская государственная инженерно-экономическая академия
Кафедра “Машины и технология обработки металлов давлением”
КУРСОВАЯ РАБОТА
по дисциплине “Технология листовой штамповки”
на тему: «Разработка процесса штамповки детали
«Гайка резервуара»
РК 1.150201.65.09.10.00.00.00 ПЗ
Выполнил: студент гр. 1407
Фёдоров Я.В.
Принял: к.т.н., доцент
Жигулёв И.О.
Набережные Челны
2009
СодержаниеВВЕДЕНИЕ1 АНАЛИЗТЕХНОЛОГИЧНОСТИ2 ВЫБОР ИОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО МАРШРУТА3 РАСЧЕТТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПЕРЕХОДОВ И УСИЛИЙ ПО НИМ3.1 Разрезкалиста на полосы3.2 Вытяжка3.3 Вырубкадетали4 ВЫБОР ИРАСКРОЙ ОСНОВНОГО МАТЕРИАЛА5 ВЫБОРОБОРУДОВАНИЯ6 Выбор смазкии способа их нанесения7 РАзработкаконструкции штампа8 РАСЧЕТСТОИМОСТИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛИЗАКЛЮЧЕНИЕСПИСОК Использованной ЛИТЕРАТУРЫ
ВВЕДЕНИЕ
Целью курсовой работы потехнологии листовой штамповки являются:
1) разработкатехнологического процесса изготовления детали;
2) разработкаконструкции штампа для разделительных операций
3) расчетсебестоимости изготовления детали по элементам затрат.
Рассматриваемая намидеталь «Гайка резервуара», имеющая шифр 5320 – 2905610, входит в группу«Рулевое управление».
Материал для изготовлениядетали «Крышка наконечника тяги рулевой трапеции» /> со следующими характеристиками:
- предел прочностиматериала на разрыв, />
- сопротивлениесрезу, />(0,8÷0,86)/>/>;
- плотность, />
/>1 АНАЛИЗТЕХНОЛОГИЧНОСТИ
Под технологичностьюпонимают такую совокупность свойств и конструктивных элементов, которыеобеспечивают наиболее простое и экономичное изготовление деталей (в условияхданной серийности производства) при соблюдении технических и эксплуатационныхтребований к ним.
Основные технологическиетребования к конструкции плоских деталей, получаемых вырубкой и пробивкой [1, c.279]:
1) При применениицельных матриц сопряжения в углах внутреннего контура следует выполнять срадиусом закругления r/>0,5S/>1,5мм. В составных матрицах сопряжение сторон делатьбез закруглений.
2) Сопряжения сторон наружного контура следуетвыполнять с закруглениями лишь в случае вырубки детали по всему контуру. Длявозможности применения безотходного раскроя следует, наоборот, допускатьсопряжения сторон под прямым углом.
3) В вытянутых деталях, имеющих отверстия в дне илифланце, пробиваемые после вытяжки, расстояние с от стенки детали до краяотверстия должно быть с ≥ r +0,5 S с ≥ r +1,5, где r — радиусзакругления дна или фланца.
4) Наименьшее расстояние от края отверстия допрямолинейного наружного контура должно быть не менее S для фигурных круглых отверстий и не менее 1,5 S, если края отверстий параллельны контуру детали.
Таким образом, даннаядеталь технологична, так как соответствует всем параметрам, необходимым для еенаиболее простого и экономичного изготовления при соблюдении технических иэксплуатационных требований к ней.
/>/>2ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО МАРШРУТАдеталь изготовление лист конструкция
Для изготовления деталитребуется 3 штамповочных операции:
· вытяжка
· вырубка поконтуру
· пробивкафигурного отверстия
На основании анализаформы детали, ее размеров и годовой программы можно сделать вывод о том, чтонаиболее целесообразным вариантом технологического процесса(вытяжки и вырубкипо контуру) является совмещенная штамповка в листе за 1 ход ползуна.
Преимущество штампасовмещенного действия в данном случае над штампом последовательного действиязаключается в следующем [1, c.297]:
1. Процесссовмещенной штамповки не требователен к точности подачи по шагу, т.к. всеоперации выполняются на одной позиции;
2. Точностьштамповки деталей определяется точностью изготовления инструмента;
3. Ниже расходметалла за счет отсутствия припуска под шаговые ножи;
4. Совмещенный штампменее металлоемок, чем штамм последовательного действия;
5. Трудоемкостьизготовления совмещенного штампа ниже.
3 РАСЧЕТТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПЕРЕХОДОВ И УСИЛИЙ ПО НИМ 3.1 />Разрезкалиста на полосы
Разрезкалиста на полосы происходит с помощью гильотинных ножниц.
Определениеусилия резания ножницами [1, cтр.17табл.3]:
/>= 0,56 кН
/>;
/>
/>3.2 Вытяжка
1. Определим усилиевытяжки:
/>,
/>,
где d=51,5 мм,
L — периметр детали, мм;
K =0,9 – коэффициент [2, cтр.26 табл.9].
2. Определим усилиеприжима:
/> /> - давление прижима,
/> - площадь прижима,
/>
3. Полное усилие сприжимом:
/> кН
4. Определим работуоперации вытяжки с прижимом:
/>
/> - глубина вытяжки, мм,
/> мм 3.3 Вырубка детали
1. Определимоптимальный зазор:
/>
2. Определим усилиевырубки:
/>
где /> - периметр вырубаемой заготовки, />;
3. Определим усилиепроталкивания и усилие снятия:
/>
/>
4. Определимтребуемое усилие пресса:
/>
5. Определим работудеформации:
/>
Эскиз полученнойзаготовки изображён на рисунке 1.
/>
Рисунок 1 – Эскиззаготовки.
/>
Рисунок 2 – 3D модель готовой детали.
/>4 ВЫБОР И РАСКРОЙОСНОВНОГО МАТЕРИАЛА
В качестве основногоматериала принимаем холоднокатанный />, размером 4х1250х2500 мм.
/>
Рисунок 3 – Лист.
Определим ширину полосы:
/>;
где />
а, b – величины перемычек, 3,5 и 3 [2,таблица 1, 2, 4 ];
d – допуск на ширину полосы, 1 [2,таблица 3];
с – гарантированный зазормежду направляющими штампа и полосой при ее наибольшей ширине, 1.
/>
Принимаем полосу шириной 97 мм.
/>
Рисунок 4.1 – Схемараскроя.
Определим шаг штамповки:
/>
Определим массу полосы,чтобы найти норму расхода на одну деталь:
/>
где r – плотность стали 08кп, />;
V – объем полосы,
/>.
Определим количестводеталей отштампованных из полосы:
/>
Принимаем n=13.
Определим норму расходана одну деталь:
/>
Таким образом, определяемкоэффициент расхода металла (КИМ):
/>
/>5 ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ
Поскольку выбранный штамп– совмещенного действия, то расчетное требуемое усилие пресса находится каксумма сил на всех технологических операциях:
/>
Учитывая силу прижима:
/>
/>
Учитывая коэффициентзапаса:
/>
/>
Пресс выбирается изусловия: />.
Выбираем пресс [3, глава20]:Таблица 5.1 – Характеристика однокривошипного пресса серииКИ 2131Параметр Единица измерения Значение
Номинальное усилие, /> кН 160
Ход ползуна, />…/> мм 5…71 Частота ходов, n мин-1 60 Закрытая высота мм 440 Размеры стола мм 420 x 80 Размеры отверстия в столе мм 210x140x180 Габариты мм 1298x2820x3115
Описание пресса:
Пресс механическийкривошипный серии КИ2131 предназначен для выполнения различных операцийхолодной штамповки деталей из ленточного, полосового и листового материала:вырубки, пробивки, неглубокой вытяжки, гибки и т. д.
Пресс универсален и можетбыть использован в различных отраслях промышленности: автомобильной, авиационной,электротехнической, радиотехнической.
Конструктивныеособенности:
Станина – сварная.Внутренние напряжения в сварных швах стабилизированы термической обработкой.
Стол станины имеетувеличенные размеры окна для проваливания штампуемых деталей.
Конструкция пресса с неподвижным столом должнапредусматривать возможность установки средств механизации и автоматизации, атакже встраивания в поточные или автоматические линии.
По заказу потребителя прессы с передвижным столомоснащают рогом.
Прессы с неподвижным столом в зависимости от видапроизводства, штампуемого материала и выполняемой технологической операции оснащают:валковыми, клещевыми подающими устройствами для подачи ленточного материала; валковымиподающими устройствами для подачи полосового материала; грейферными,револьверными, шиберными подающими устройствами, руками механическими,промышленными роботами для подачи штучных заготовок; подушками в столе (прессыусилием 160—1000 кН).
Привод двухступенчатый(клиноременная и зубчатая передачи) с расположением валов перпендикулярнофронту пресса. Зубчатые колеса помещены в специальном отсеке станины. Муфта итормоз с фрикционными дисками с металлокерамическим покрытием, работающими вмасляной ванне, имеют высокую долговечность. Исключено выделение вредныхвеществ в окружающую среду.
Управление муфтой итормозом – электропневматическое, через сдвоенный распределитель, двуручное откнопок, расположенных на стационарном или переносном пульте, а также от педали.
Ползун имеет 8 удлиненныхнаправляющих поверхностей и увеличенные в плане размеры, позволяющиеустанавливать крупногабаритные штампы. Два пневматических цилиндрауравновешивают вес ползуна со штампом.
Гидравлическийпредохранитель от перегруза вмонтирован в ползун.
Выталкиватель в ползуне –механический.
Система смазки – жидкаяциркуляционная.
Дополнительное оснащение:
· Пневматическаяподушка в столе.
· Подача.
· Защитныеограждения.
/>
Рисунок 5.1 –Однокривошипный открытый пресс КИ 2131/>6 Выбор смазки и способаЕЁ нанесения
Необходимость смазкизаключается в следующем:
1. Уменьшение силконтактного трения;
2. Предотвращениеналипания металла заготовки на инструмент;
3. Предотвращениепоявления царапин, зазоров;
4. Уменьшениеизнашивания штампа;
5. Улучшениекачества получаемой детали.
Для пробивки, вырубкирекомендуют применять смазочные материалы, содержащие хлор, так как ониобеспечивают высокое качество поверхности среза.
Для стали толщиной до 4 мм рекомендуется применять смазочно-охлаждающее технологическое средство СОТС Х – 147, со следующимсоставом: 1-2% Si, 17-21% Cl, 0,03% H/>O, веретенное масло.
Вязкость при 50/>С Х – 147составляет />, температура вспышки />.
СОТС Х – 147 создаетпрочную пленку, способную под действием высокого давления удержаться наконтактной поверхности; она не вредна для здоровья рабочего, легко удаляется споверхности штампованной детали, способ нанесения детали с помощью кисти.
7 РАЗРАБОТКАКОНСТРУКЦИИ ШТАМПА 7.1 Разработка конструкции штампа
Пуансон нестандартный:
Н=86мм, d=47,5мм, D=55,5мм, h=10мм.
Матрица нестандартная:
Н=33мм, d=56,5мм, D=102мм, h=5мм.
Выбор плит:
Нижняя плита
H=28мм, L=214мм, B=259мм.
Верхняя плита
H=27мм, L=214мм, B=259мм.
Хвостовик ГОСТ 16718-71
L=43мм, H=10мм, D=20мм.
Направляющие колонки ивтулки:
Колонка ГОСТ 13118-83
D=25мм, L=130мм.
Втулка ГОСТ 13121-83
D=35мм, L=54мм, d=25мм.
Крепежные детали:
Допускаемыенагрузки на винты:
М6250кгс=2500Н;
М8250кгс=2500Н;
М10400кгс=4000Н.
Такимобразом, выбираем 4 винта М6×14, 4 винта М10×20,
4 винта М10×30 ГОСТ11738-84
7.2 Прочностные расчеты
1. Толщина нижнейплиты проверяется по формуле:
/>
где />расстояниемежду нижней плоскостью верхней плиты и верхней плоскостью нижней плиты штампапри его закрытом положении;
z=0,5 – зазор между пуансоном иматрицей;
Е=/>;
В=213мм –ширина плиты;
Р/>– усилиезатяжки винтов, Н;
А=259мм –длина нижней плиты;
L=213мм – расстояние междунаправляющими колонками;
Усилиезатяжки винтов:
/>
где Р –усилие выполнения операций;
/>
/>/> 7.3 Выбор материала
По табл. 50[2, с.68]:
1. Для пуансонов иматрицы учитывая, что штампуемым материалом является низкоуглеродистая сталь 08КП, выбираем сталь марки У10А, с твердостью HRC после обработки: матрицы 57…61, пуансонов 55…59.
2. Для штифтов,фиксаторов, ловителей: Сталь 20, HRC50…54.
3. Для хвостовика:Сталь 45, HRC 40…45.
4. Для направляющихколонок и втулок: Сталь 20, HRC58…62.
8 РАСЧЕТСТОИМОСТИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛИ/> 8.1 Стоимость материала
Стоимость материаларассчитывается по формуле [2, с. 86]:
/>, (руб/дет)
где Н – норма расхода наодну деталь, 0,29 кг;
мд – масса готовойдетали, 0,108 кг;
Цм, Цо – цена единицымассы соответственно металла и отходов;
кт – коэффициент,учитывающий транспортно-заготовительные расходы.
Цм = 26 (руб/кг), Цо = 6(руб/кг), кт = 1,5.
/> (руб/дет).
/>ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Исходя из проделаннойкурсовой работы по технологии листовой штамповки можно сделать выводы:
1. Разработантехнологический процесс изготовления детали «Гайка резервуара», со следующейструктурой маршрута обработки: разрезка листа на полосы, вытяжка, вырубкадетали за один ход ползуна в штампе совмещённого действия. Необходимое усилиедля выполнения этих операций составляет 127,1 кН.
2. Разработанаконструкция штампа для разделительных операций, в расчетно-пояснительнойзаписке приведены конструктивные и прочностные расчеты рабочих частей и другихдеталей штампа с учетом технологических требований к ним.
3. В графическойчасти приведены: чертеж детали, сборочный чертеж штампа, матрица, пуансон, пуансонодержатель,матрицедержатель, спецификация. Общий объём графической части составляет 3листа формата А1.
4. Рассчитанастоимость изготовления детали, которая составляет 10,2 руб/дет.
/>СПИСОК ИСПоЛЬЗованнойЛИТЕРАТУРЫ
1. Романовский В.П.Справочник по холодной штамповке. – 6-е изд., перераб. и доп. – Л.:Машиностроение, 1979. – 520с.;
2. Стеблюк В.М.,Белов В.В., Гривачевский А.Г. – Киев: Высшая школа, 1983. – 280с.;
3. Ковка иштамповка: Справочник. В 4-х т./ Ред. совет: Е.И. Семёнов (пред.) и др. – М.:Машиностроение, 1985 – Т4.
4. Мещерин В.Т.Листовая штамповка. Атлас схем. – М.: Машиностроение, 1975. – 227с.
5. Аверкиев Ю.А.,Аверкиев А.Ю. Технология листовой штамповки. – М.: Машиностроение, 1989. –304с.
6. Гришков А.М.,Рудман Л.И., Ровенский Н.В., Марченка В.Л. Эксплуатация и обслуживаниеоборудования и технологической оснастки для листовой штамповки. – М.:Машиностроение, 1984. – 304с.
7. Штампы листовойштамповки. Детали и сборочные единицы. – М.: Издательство стандартов, 1981.