Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Ижевский государственный технический университет»
Кафедра «Машины и технология обработки металловдавлением»
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
к курсовому проекту
по «Технологии листовой штамповки»
Выполнил: студент гр.821
Загребин А. А.
Проверил: Дресвянников Д.Г.
Ижевск, 2006.
Содержание
TOC o «1-6» h z u 1. Задание на курсовой проект. PAGEREF _Toc133769417 h 3
2. Расчет процесса отбортовки. PAGEREF _Toc133769418 h 4
2.1. Расчет процесса отбортовкиотверстия. PAGEREF _Toc133769419 h 4
2.2. Расчет процесса отбортовки сприжимом… PAGEREF _Toc133769420 h 5
2.3.Расчет усилий отбортовки и прижима. PAGEREF _Toc133769421 h 6
3. Расчет процесса вытяжки. PAGEREF _Toc133769422 h 6
3.1. Расчет развертки фланца. PAGEREF _Toc133769423 h 6
3.2. Расчет процесса вытяжки с утонением… PAGEREF _Toc133769424 h 7
3.3.Определение размеров исходной заготовки для вытяжки. PAGEREF _Toc133769425 h 7
3.4.Расчет вытяжных переходов. PAGEREF_Toc133769426 h 8
3.5.Операционные размеры полых полуфабрикатов. PAGEREF _Toc133769427 h 9
3.6.Расчет усилий вытяжки и прижима по переходам… PAGEREF _Toc133769428 h 11
3.7.Расчет исполнительных размеров пуансонов и матриц. PAGEREF _Toc133769429 h 11
4. Расчет усилий. PAGEREF _Toc133769430 h 12
5. Определение типа раскроя и шириныполосы… PAGEREF _Toc133769431 h 12
6. Расчет экономичности. PAGEREF _Toc133769432 h 13
7. Расчет пружин съемника. PAGEREF _Toc133769433 h 13
8. Выбор прессового оборудования. PAGEREF _Toc133769434 h 14
9. Литература. PAGEREF _Toc133769435 h 15
1. Задание на курсовой проект
Рассчитать технологиюизготовления листоштамповочной детали типа «фланец» по следующим данным:
Материал:Сплав Д16А-М;
Диаметр:d1=64 мм;d2=32 мм;
Высота: h1=64 мм;h2=15 мм;
Радиусзакругления: r1=3мм; r2=4 мм;
Толщина: S1=0,4 мм;S0=0,8 мм;
2. Расчетпроцесса отбортовки Расчет процесса отбортовки отверстия
Отбортовка отверстий представляетсобой образование бортов вокруг предварительно пробитого отверстия или по краюполых деталей.
При отбортовке с прижимом краевойчасти заготовки допустимый коэффициентотбортовки будет определяться поформуле:
Коэффициентотбортовки определяют методом последовательных приближений. Расчеты проводят дотех пор, пока коэффициенты и диаметры отверстий последовательных приближений небудут изменяться.
При этом в качестве исходногодиаметра берут средний диаметр отверстии после отбортовки
Коэффициент отбортовки первого приближения будет равным:
а диаметр отверстия первого приближения определяется по формуле:
Второе приближение:
Третье приближение:
Четвертое приближение:
Т.к.коэффициенты и диаметры отверстий последовательных приближений практически неизменяются, то примем
Тогда рабочийкоэффициент отбортовки определится поформуле:
получаем
Наибольшаявысота отбортовки определиться поформуле:
где — радиус донной частиполой заготовки.
Высота детали
где — высота детали послеотбортовки;
Расчетпроцесса отбортовки с прижимом
Для того, чтобы осуществитьприжим только краевой наиболее опасной части заготовки, учесть ее утонение впроцессе деформации, угол конуса пуансонов должен отличатся от углов коническойполости выталкивателей. Расчет можно выполнить по формуле:
где — угол конусапуансона;
— угол коническойполости выталкивателя.
Приотбортовке для большинства металлов берут большим илиравным 1200.
тогда 2.3. Расчетусилий отбортовки и прижима
Усилие отбортовки без утонения определяют по формуле:
где — предел прочности нарастяжение;
— коэффициент, которыйвыбирают для тобортовки с прижимом;
Усилие прижима определяют по формуле:
3. Расчет процесса вытяжки
3.1. Расчет развертки фланца
Односторонний припуск П1на обрезку деталей с широким фланцем определяется по формуле:
Разбиваемповерхность фланца на элементарные площадки и определяем их значение.
3.2. Расчет процесса вытяжки с утонением
Посколькутолщина стенки ступени диаметром d1=64 мм S1=0,4 мм меньше, чем толщина заготовки S2=0,8 мм, тонужно применить вытяжку с принудительным утонением стенки детали.
Количествоопераций n дляполучения заданной толщины производят по формуле
,
где Sn=0,4мм– толщина стенкипосле утонения;
S0=0,8 мм – толщинастенки до утонения;
число операций вытяжки n=2.
Рабочийкоэффициент утонения равен:
Толщинастенки после утонения:
— на первом переходе: мм;
— на втором переходе: мм;
Высотаполуфабриката hо,необходимая для получения заданной высоты заготовки находится по формуле:
3.3. Определение размеровисходной заготовки для вытяжки
Диаметр заготовки определяют поформуле:
где — сумма всех площадейповерхностей элементарных участков, образующей тела вращения.
Площади поверхностейэлементарных участков определяются по формулам:
1.
2.
3.
4.
5.
Тогда диметр заготовки будетравен:
3.4. Расчет вытяжных переходов
Суммарный коэффициент вытяжки вычисляем по формуле:
Допустимыйкоэффициент вытяжки на первом переходе определяют по формуле:
Т.к. >
Допустимый коэффициент вытяжки навтором переходе определяют по формуле:
Т.к. >
Допустимый коэффициент вытяжки натретьем переходе определяют по формуле:
Т.к.
Для равномерного распределениястепени деформации по переходам нужно провести корректировку коэффициентоввытяжки и определить рабочие коэффициенты первой и третьей вытяжек.
Коэффициенткорректировки N определяетсяиз соотношения:
;
.
Рабочиекоэффициенты вытяжки определяют из уравнений:
на первом переходе:
на втором переходе:
на третьем переходе:
Диаметрыполуфабриката по переходам определяют по формулам:
на первом переходе:
на втором переходе:
на третьем переходе:
3.5. Операционные размеры полыхполуфабрикатов
Радиусы закругления матриц определяют, начиная споследнего перехода, по формуле:
,
Радиусы предыдущихпереходов определят по формуле:
на втором переходе:
на втором переходе:
на первом переходе:
Радиусызакругления пуансона:
Определяемвысоты детали по переходам.
Уравнение баланса запишем в виде:
Площадь исходной заготовки равна:
Площади элементов определяем по следующим формулам:
1.
2.
3.
4.
5.
Первый переход
1.
2.
3.
4.
5.
Тогда из уравнения баланса получим:
Полная высота детали на первом переходе будет равна:
Второй переход
1.
2.
3.
4.
5.
Тогда из уравнения баланса получим:
Полная высота детали на втором переходе будет равна:
Третий переход
1.
2.
3.
4.
5.
Тогда из уравнения баланса получим:
Полная высота детали на третьем переходе будет равна:
3.6.Расчет усилий вытяжки и прижима по переходам
Для инженерных расчетов усилие вытяжки можно определить поформуле:
где — диаметр детали на n – переходе;
— коэффициент вытяжкина n – переходе.
Усилие прижима первого перехода вытяжки определяется поформуле:
а на последующих переходах по формуле:
Первый переход
Второй переход
Третий переход
3.7. Расчет исполнительных размеровпуансонов и матриц
Исполнительные размеры пуансонови матриц на последней операции подсчитываются по формулам:
— при допуске на наружный размер детали, ее минимальныйразмер придают матрице
а зазор берут за счет пуансона
где dмиdп –исполнительные размеры соответственно матрицы и пуансона;
dн – наружныйразмер детали;
— допуск на размердетали;
и — соответственно допускина изготовление матрицы и пуансона;
z – односторонний зазор междупуансоном и матрицей.
— для пробивки заготовки:
— для вытяжки
4. Расчет усилий
Усилие вырубки определимпо формуле:
где — сопротивление срезу;
— диаметр вырубаемойзаготовки.
Усилие съема определимпо формуле:
где — коэффициент,определяемый в зависимости от типа штампа и толщины материала.
Усилие пробивкиотверстия определим по формуле:
где — предел прочности нарастяжение.
5. Определениетипа раскроя и ширины полосы
Для вырубкиданной заготовки применим прямой тип раскроя с отходами, он используется длядеталей простой геометрической формы.
Номинальная ширина полосы сбоковым прижимом определяется по формуле:
где — размер вырезаемойдетали;
мм.
Принимаем ширину полосы
мм.
Просвет между направляющими штампа определяется по формуле:
мм.6. Расчет экономичности
1. Коэффициент использованияматериала определяется по формуле:
где — площадь поверхностидетали;
— количествофактических деталей;
— ширина листа.
2.Коэффициентраскроя определяется по формуле:
где — количество рядовраскроя;
— шаг раскроя.
7. Расчет пружин съемника
Усилие предварительного поджатия принимают равнымполовине максимального усилия сжатия пружин
Такимобразом, усилие предварительного поджатия пружин должно быть равно усилиюсъема:
где m – количествопружин.
Максимальноеусилие пружины можно определить по формуле:
где m – количествопружин.
Таким образом,
Посправочнику для данного усилия выбираем пружину сжатия №103.
Диаметрпроволокиd=5 мм;
Наружныйдиаметр пружин D=32мм;
Наибольшийпрогиб одного витка f=4,409мм;
Количествовитков пружины можно определить по формуле:
где - максимальный прогиб одного витка;
— рабочий ход штампа.
Длинапружины в свободном состоянии определяется по формуле:
где — диаметр проволокипружины.
мм.
А длинапружины, установленной в штампе с предварительным поджатием определяется поформуле:
мм.8. Выбор прессового оборудования
При выборепрессового оборудования опираются на:Тип пресса и величина хода должны соответствовать типу технологической операции. Номинальное усилие пресса должно быть больше усилия, необходимого для штамповки. Мощность пресса должна быть достаточной. Жесткость должна быть максимальная. Закрытая высота пресса должна соответствовать или быть больше закрытой высоты штампа. Габаритный размер стола и ползуна пресса должны давать возможность установки и крепления штампов, а также подачу заготовок. Число ходов пресса должно обеспечивать достаточно высокую производительность штамповки. По необходимости должны быть специальные устройства: буфер, выталкиватель, механизм подачи и др. Удобство и безопасность обслуживания пресса должны соответствовать требованиям техники безопасности.9. ЛитератураРасчеты при проектировании технологии листовой штамповки: методические указания к выполнению практических занятий и курсового проекта по курсу «Технология листовой штамповки» для студентов РТ факультета специальности 1204.-Ижевск: Изд-во ИжГТУ, 2002. Романовский В.П. Справочник по холодной штамповке.-6-е изд., перераб. и доп.-Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1979. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: В 3-х т. Т.1,3. – 7-е изд., перераб. и доп.-М.: Машиностроение,1992. 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.