Работа полностью непомещалась. Ищите вторую часть, под тем же названием, на єтом же сайте J
Введение.
Важным условием развитияматериально-технической базы любой страны является создание современныхпромышленных предприятий, основанных на прогрессивных принципах организациипроизводства с широким внедрением комплексной автоматизации и механизациитехнологических процессов, вспомогательных операций и работ, обеспечивающихбыстрый рост производительности труда и повышения эффективности всегообщественного производства.
Начальной стадиейсоздания промышленных предприятий является проектирование. При проектированиинадо руководствоваться законами Украины, указами Верховного Совета Украины идругими нормативно-правовыми актами по вопросам проектирования капитальногостроительства.
Основным и важнейшимфактором, предопределяющим проектное решение при проектировании промышленногообъекта, является технологический процесс. Проектное решение должно бытьподчинено требованиям технологического процесса. Поэтому выбор оптимальныхтехнологических вариантов – это первоочередная задача и наиболее ответственнаяработа при выполнении проекта. Выбор варианта технологического процесса зависитот многих факторов, но, в первую очередь, от технических возможностей,требований, предъявляемых к изделию и типу производства.
Наилучшим при данныхконкретных условиях будет тот проект объекта, который при наименьшихкапитальных вложениях обеспечит наиболее низкую стоимость продукции высокогокачества. 1. Состав и назначение цеха листовой штамповки, характервыпускаемой продукции, тип производства.Характеризготавливаемых в цехе листовой штамповки деталей зависит от вида продукции,выпускаемой предприятием, в состав которого входит этот цех. Проектируемый цехлистовой штамповки входит в состав авиационного завода. Завод выпускаетсамолеты Ан-32, Ту-334, Ан-70, Ан-124, капитально-восстановительный ремонтАн-32, запчасти к самолетам Ан-24, Ан-26, Ан-30, Ан-32, товары народногопотребления (стиральные машины «Лыбидь», детские коляски «Мальвина», карнизы,вешалки-плечики, санки), троллейбус К-12 с износостойким корпусом, трамваи,комплектующие к ним. Форма изготовления деталей различная, основным материаломдля изготовления деталей является листовая сталь, цветные металлы(алюминий).Так как в цехе изготавливаются крупногабаритные детали, то цехназывается – цех крупной штамповки.
По объему выпускапродукции (годовой программы) цех среднесерийного производства с годовойпрограммой 80 тыс. комплектов.
В состав цеха входятпроизводственные отделения, цеховые службы, склады и бытовые помещения.
К производственнымотделениям относятся:
· заготовительныеотделения;
· отделенияосновного производства.
К вспомогательнымотделениям относятся:
· штампо-ремонтнаямастерская;
· ремонтно-техническоеотделение
Этиотделения обеспечивают ремонт штампов, приспособлений и другой оснастки, атакже ремонт оборудования.
В состав цеха такжевходит склад металла, склад штампов, склад готовых изделий, кладовые.
Операции листовойштамповки разделяются на две группы: разделительные и формоизменяющие. Операцииодной и другой группы совмещаются, в результате его создаются сложные операциии комбинированная штамповка.
Ведущим и наиболеераспространенным оборудованием в цехе листовой штамповки являются прессыразличной конструкции и различного назначения. В цехе имеются прессы и другоеоборудование:
1. КБ3534А – пресс двух кривошипныйзакрытый простого действия – предназначен для вырубки, пробивки отверстий,формоизменения, неглубокой вытяжке изделий из листового и полосового материалаи других операций холодной объемной штамповки; станина сварная сборная; муфтавключения фрикционная пневматическая, номинальное усилие 2500 кН.
2. КД23221 – пресс одно-кривошипныйоткрытый простого действия – предназначен для вырубки, пробивки и т.д.; станиначугунная металлическая; муфта включения фрикционная жестко- сблокированная,номинальное усилие 160 кН.
3. КД2126К – пресс одно-кривошипный сС-образной станиной простого действия – предназначен для вырубки, пробивки,вытяжки, номинальное усилие 400 кН.
4. КВ2536 – пресс одно-кривошипныйзакрытый простого действия – предназначен для выполнения различных операцийхолодной объемной штамповки из ленточного листового и полосового металла:вырубки, пробивки отверстий, гибки, не глубокой гибки (вытяжки) и др.; станинастальная сварная разъемная; муфта включения и тормоз фрикционные пневматическиес раздельным управлением; оснащен реечным съемником, номинальное усилие 4000кН.
5. КД2128 – пресс одно-кривошипныйоткрытый двух стоечный простого действия не наклоненный – предназначен длявырубки, неглубокой вытяжки, гибки изделий из ленточного полосового и листовогоматериала и других операций холодной объемной штамповки; станина чугуннаялитая; муфта и тормоз фрикционные, жестко сблокированы, номинальное усилие 630кН.
6. НА3221 – ножницы кривошипные снаклонным ножом – предназначены для прямолинейной резки листового материала намерные заготовки; станина сварная сборная; привод через червячный редуктор;прижим листа гидравлический; муфта включения фрикционная пневматическая;наибольшие размеры разрезаемого листа с временным сопротивлением 500 МПа:толщина 12 мм, ширина 3150 мм.
7. 2М112 – станок настольно-сверлильныйвертикальный – предназначен для сверления, рассверливания, зенкерования иразвертывания отверстий в деталях, наибольший диаметр сверления 12 мм.
Оборудование длязаготовительных операций включает в себя оборудование для резки листового ирулонного материала – это ножницы гильотинные. Они также применяются для резкиполос металла на заготовки.
Автоматизация и механизацияпрессов листовой штамповки обеспечивают увеличение производительностипрессового оборудования, повышение производительности труда, снижение стоимостипродукции, улучшений условий труда и предотвращение травматизма. Оборудованиепресса автоматическими устройствами повышает его производительность на 10 />¸ 15%. Стоимость штампа, в которыйвстроены автоматизирующие устройства, повышается приблизительно на 50%.
Основныминструментом в цехах листовой штамповки являются штампы. В зависимости отусилий и конструкции прессов, на которых их устанавливают, штампы делятся нагруппы:
- особо мелкие;
- мелкие;
- средние;
- крупные;
- специальные.
Нарядус основными материалами в цехе используются и вспомогательные материалы:
- для ремонта оборудования, оснастки, штампов;
- для чистки, промывки, наладки оборудования;
- для смазки при штамповке.
Цехлистовой штамповки работает в две смены по 8 часов. В цехе работают 34человека. Расчет количества оборудования и численности рабочих приведен в главе5 « Организационно-экономический раздел». В этой главе произведен расчетпроизводственной и вспомогательной площади цеха:
1. общая площадь 1440 м2,
2. производственная 1000 м2,
3. вспомогательная 440 м2,
4. в том числе: склад штампов, склад металла, склад деталей,ремонтно-механическое отделение, мастерская энергетика, штампо-ремонтноеотделение, заготовительное отделение.
Компоновка цеха.
Приразработке компоновки цеха рассматривается вопрос о взаимном расположении цехаи устанавливаются основные размеры здания. Предусматривается такое расположениев цехе участков, вспомогательных служб и складов, которое обеспечиваетмаксимальную прямолинейность основных технологических и грузовых потоков.
Расположениесклада металла и заготовительного отделения к штамповочному отделению обеспечиваютминимальное количество перевалок и наименьшую протяженность потоков заготовок.Склады штампов, средств механизации и контрольных приспособлений, размещенных взоне, максимально приближены к отделению штамповки. Все ремонтные службы иотделения находятся рядом со складом штампов и складом готовой продукции.Служебно-бытовые помещения находятся в конце пролета цеха с противоположнойстороны от склада металла. Входы и выходы служебно-бытовых помещений непопадают на места оживленных транспортных магистралей внутри цеха, ипользование этими выходами (входами) не сопряжено с опасностью опасных случаевот наезда цехового транспорта. Заготовительное отделение размещено в поперечныхпролетах которых будут расположены штамповочные участки.
Этообеспечивает широкий фронт для подачи заготовок из заготовительного отделенияна все штамповочные участки.
Расположениепрессов зависит от ряда факторов: объема и типа производства, номенклатуры игабаритов деталей, принятой поточности технологического процесса, степени автоматизациии механизации, характера используемого материала и др.
Прессыв цехе расположены последовательно. Ширина пролета цеха 30 метров, высота 12метров.
Расположениеоборудования в заготовительном отделении: гильотинные ножницы находятся в зонеобслуживания кран-балки. Расстояние между ножницами 2500 мм, что позволяеттакже обслуживать ножницы тележками и обеспечивать безопасное обслуживаниерабочих и возможность монтажа и ремонта оборудования.
Впроектируемом цехе оборудование расположено таким образом, что можно выделить 2участка, за этими участками расположен склад готовых деталей.
Здание,в котором расположен цех, строится из железобетона: каркас железобетонный,выполненный в виде рам, состоящих из заземленных внизу колонн и шарнирносвязанных с ними балок. Производственное здание одноэтажное: высота 8,4 метра,ширина пролета 24 метров, высота пролета от пола до головки рельса подкрановогопути 8,15 метров, грузоподъемность мостовых кранов или подвесных кран-балок до5 тонн. Для нашего цеха выбираем кран-балку грузоподъемностью Q 3 тонны.
Подвеснаякран-балка занимает всю ширину полета. Управление кран-балкой осуществляется спола. Скорость перемещения кран-балки до 80 т/мин. Одним из элементов зданияявляются колонны, играющие роль несущих элементов форм, кран-балок а такжеветровые нагрузки. Колонны располагаются по контуру здания с шагом 6 метров.Железобетонные колоны сделаны из предварительно напряженного железобетона марки200. Фундамент под колонны и подколонники из бетона марки 200, армированногостальной сеткой. Глубина заложения колонн указана на разрезе цеха. На чертежеуказаны фундаментные нагрузки от наружных стен каркаса здания. Ониизготавливаются из предварительно напряженного железобетона. Между фундаментнойбалкой и фундаментом колонн располагается бетонный столбик.
Длязащиты фундаментных балок от деформаций, которые могут возникать под действиемувеличивающихся в объеме при замерзании грунтов, а также в целях борьбы спромерзанием пола вдоль балки с боков и с низу засыпают шлаком. Поверхфундаментных балок укладывают гидроизоляцию из двух слоев рулонных материаловна пластике.
Всепресса устанавливаются на железобетонный фундамент. Крепление оборудованияосуществляется с помощью анкерных болтов.
Подкрановыебалки, по которым передвигаются кран-балки принимаем металлические сплошные изпрокатного двутавра.
2. Анализ номенклатуры деталей цеха ивыбор деталей-представителей.
Таблица2. 1. Анализ номенклатуры выпускаемых деталей и выбор деталей-представителей.
№
Наименование деталей
Толщина, мм
Габаритные размеры детали, мм
Материал
Основные операции
Эскиз
Оборудование 1 Коробка S 0,8 410 ´ 410 ´ 160 12Х18Н10Т
Вырубка
Вытяжка
Калибровка
Обсечка КБ3534А (2500 кН) — пресс 2 Крышка S 1,5 616 ´ 288 ´ 50 сталь 10
Вырубка
Вытяжка
Гибка
Обсечка КБ3534А (2500кН) — пресс 3 Крышка S 1,5 277 ´ 78 АМГ6
Вырубка
Вытяжка
Пробивка
КД23211 (160 кН) — пресс
КД2126К (400 кН) — пресс 4 Пластина S 6 347 ´ 210 сталь 3 Вырубка КВ2536 (4000 кН) — пресс 5 Скоба S 6 92 ´ 98 ´ 152 сталь 3
Вырубка
Механическая обработка
Гибка
КД2128
(630 кН)
2М112 — станок
Технологическийпроцесс листовой штамповки разрабатываем по этапам анализа технологичностидетали, определения формы и размера заготовки, проектирования переходов штамповки,расчет технологических усилий, выбор типа оборудования, проектирования штампа,определения трудоемкости изготовления детали и загрузки оборудования.
Исходнымиданными для проектирования являются чертежи деталей с указанием материала,технологических требований и программы выпуска.
Вданном дипломном проекте деталями представителями являются детали:
1. Деталь «Коробка».
2. Деталь «Крышка».
3. Деталь «Крышка».
4. Деталь «Пластина».
5. Деталь «Скоба».
3. Разработка технологическихпроцессов листовой штамповки деталей-представителей цеха.
Технологическиетребования к конструкции штампованных деталей.
Свойстваи конструктивные элементы, которые обеспечивают наиболее простое иэкономическое изготовление деталей при соблюдении технических эксплуатационныхтребований к ним называются технологичностью. Основными показателямитехнологичности листовых холодноштамповочных деталей являются:
1. Наименьший расходматериала.
2. Наименьшееколичество и низкая трудоемкость операций.
3. Отсутствиепоследующей механической обработки.
4. Небольшоеколичество требуемого оборудования и производственных площадей.
5. Наименьшееколичество оснастки при сокращении затрат и сроков подготовки производства.
6. Увеличениепроизводительности отдельных операций и цеха в целом.
7. Наименьшаясебестоимость штампуемых деталей.
Общиетехнологические требования к конструкции листовых штампованных деталей.
Раскрой листовогометалла: раскрой листового металла несет за собой потерю металла в видеобрезков и неиспользуемых отходов; для уменьшения потери в данном дипломномпроекте было учтено наиболее полное использование материала, при резке крупныхзаготовок был применен комбинированный раскрой, при резке на ножницахрекомендуется применять специальные устройства, облегчающие настройку иповышающие точность реза.
Механическиесвойства листового материала должны соответствовать не только требованиямпрочности и жесткости изделия, но также процессу формоизменения и характерупластических деформаций. Необходимо учитывать возможность применения дляформоизменяющих операций более пластичного, хотя и менее прочного метала, т. к.в процессе холодной штамповки происходит его наклеп, значительно увеличивающийхарактеристики прочности материала. При расчете на прочность не следуетувеличивать толщину листового материала, учитывая упрочнение его в процессехолодной деформации и достаточно высокую жесткость штампованных деталей.Необходимо стремиться к созданию легких и облегченных конструкций деталей,применяя для увеличения жесткости штамповку ребер жесткости, отбортовку, загибкуфланцев, закатку кромок и тому подобное, а также замену тяжелых стандартныхпрокатных профилей наиболее легкими – гнутыми или свертными профилями илистового металла. Конфигурация детали или ее развертки должна обеспечиватьнаивыгоднейшее использование листового материала, давая возможность применитьмалоотходный или безотходный раскрой. Для получения безотходного раскроя неследует искусственно увеличивать размеры и площадь заготовки. Если отходнеизбежен, то желательно придать ему конфигурацию, соответствующую другойдетали, или использовать его вторично. Необходимо унифицировать и уменьшитьассортимент применяемых марок листового металла и толщин. Следует соблюдатькратность размеров крупных штучных заготовок размерам листа, иначе отходыувеличиваются.
3.1. Деталь «Коробка»./> />
Деталь типа Коробкаизготовляется из материала 12Х18Н10Т, толщина листа S = 0,8 мм.
рис3.1. Эскиз детали.
3.1.1. Анализ технологичности формы иконструктивных элементов детали.([1], стр. 280-281)
1. Радиусы закруглений у дна должны быть:
r ³ 4 S = 4 ´0,8 = 3,2 мм
2. В прямоугольных коробках следует избегать острых углов в плане и у днадетали.
Исходяиз изложенных технологических требований (смотри выше) делаем вывод, что детальтехнологична и ее изготовление возможно методом холодной штамповки.
3.1.2. Определение формы и размеровзаготовки. Расход материала. ([1], стр. 284)
Созданиетехнологичных форм штампуемых деталей упрощает производственный процесс и имеетрешающее значение для экономии материалов в штамповочном производстве.
Привытяжке прямоугольных коробок с фланцем ([1], стр. 113) ввиду значительной неравномернойдеформации вдоль контура обязательна последующая обрезка неправильной формы.Это упрощает технологические расчеты заготовки и построение ее формы, так как большойточности последних не требуется. Форму заготовки в данном случае можнозначительно упростить, руководствуясь удешевлением вырубного иликомбинированного штампа. Необходимо соблюдать следующие требования:предотвратить нехватку поверхности металла заготовки; устранить скоплениезаведомо лишнего металла в углах, затрудняющего процесс вытяжки. Это позволяетпроизводить построение заготовки путем развертки коробки на плоскость. В основурасчета и построения заготовки кладется известное правило – равенство площадейповерхности заготовки и коробки (с припуском на обрезку). При этом производятследующие подсчеты: определение длины выпрямленной стенки; определение радиусазаготовки R0в углах коробки.
Длинавыпрямленной стенки находится по уравнению:
L = l +H + 0,14 rcp, (3. 1)
где rcp - средний радиус, rcp = (rм + rд) /2 =(1 + 40) / 2 = 20,5 мм;
l –ширина фланца, l = 15 мм;
Н –высота стороны.
Отсюдавидно, что вычисления можно упростить, применяя средний радиус закругления удна и фланца.
L1= 15 + 160 + 0,14 ´ 20,5 = 177,87мм;
L2= 15 + 140 + 0,14 ´ 20,5 = 157,87мм.
Такимобразом, в связи с тем, что коробка разновысокая:
А1= 180 + 2 ´ 177,87 = 535,74 мм;
А2= 180 + 2 ´ 157,87 = 495,74 мм;
В = 180+ 177,87 + 157,87 = 515,74 мм.
Сучетом припуска на обрезку получаем заготовку:
А1= 540 мм; А2 = 500 мм; В = 520 мм.
Радиусзаготовки в углах коробки рассчитывается как для вытяжки стаканчика с фланцемпо формуле:
R 0= />, (3. 2)
где r у– радиус коробки, rу = R = 100 мм;
Rф = 115,8 мм.
R 01= /> мм;
R 02 = /> мм.
Проведем построениезаготовки:
/>
рис. 3.2. Большая и меньшая часть заготовки.
Учитывая,что будет производиться отгибка фланца, для облегчения изготовления принимаемрадиус закругления в большей части R = 180 мм, в меньшей части R = 160 мм,тогда заготовка имеет вид:
/>
рис. 3.3. Эскиззаготовки – развертка на плоскость.
Дляуменьшения отхода дорогостоящего материала, с учетом того, что изготовлениебудем производить вырубкой из карточки, наименьшие размеры которой 540 ´ 520 мм, выбираем по ГОСТ 19903 – 74 лист размером 1100 ´ 2200. Такимобразом, получим при размерах карточки 550 ´550 раскрой, указанный на листе МТ6127.06.004.00
Оценкуэкономичности производим по величине полезного использования металла ([1],стр. 290):
к и = />, (3.3)
где f –площадь поверхности детали,
f = 520´ 180 + /> + /> + 340 ´ 180 = 245860 мм2;
m –количество деталей из листа, m = 8 штук
к и = />
3.1.3 Разработка технологическогопроцесса.
Предварительныйрасчет требуемого количества операций вытяжки производится по общей величинедеформаций, необходимой для превращения плоской заготовки в прямоугольнуюкоробку. Здесь пригоден метод подсчета, аналогичный методу, применяемому прирасчетах многооперационной вытяжки цилиндрических деталей по коэффициентамвытяжки. Эти коэффициенты представляют собой отношения длины периметроввытянутой детали и заготовки.
Дляпредварительного определения количества операций вытяжки вполне допустимынекоторые упрощения подсчетов длины контура.
Дляопределения количества операций вытяжки найдем общую деформацию ([1],стр. 144):
m об= /> (3.4) в нашем случае А = В = 411,6 мм; L = 520 мм; K = 520 мм
m об= />
Такимобразом, можно с уверенностью сказать, что коробку высотой 160 мм с нашимигабаритными размерами можно получить за один переход, радиус R 100удовлетворяет условию ([1], стр.154, табл. 70). Наименьший радиусуглового закругления при вытяжке коробок с фланцем:
r y= 0,62 H = 0,62 ´ 160 = 99,2 мм
Единственнуюпроблему вызывает разновысокость детали и жесткость материала.
В связис этим будем производить вытяжку детали за 2 перехода с последующейкалибровкой, указанный на листе МТ 6127.06.004.00
1 — й переход.
Вытягиваемдеталь высотой 140 мм, угловой радиус R = 120 мм, радиус у дна rд =60 мм, радиус фланца rфл = 16 мм ([1],стр. 180, табл. 80).
Нл-1= 0,88 Н = 0,88 ´ 160 = 140 мм
2 — й переход.
Вытягиваемдеталь с заданными габаритными размерами, то есть равновысокую, угловой радиусR = 105 мм, радиус у дна rд = 45 мм, радиус фланца rфл =5 мм ([1], стр. 180, табл. 80).
3 –й переход — калибровка.
Изготовлениедетали с заданными радиусами, формирование угла 1 градус по большей стороне.
Технологическийпроцесс.
1. Резка листа на карточки 550 ´500 мм.
2. Штамповка. Вырубка контура.
3. Штамповка. Вытяжка, 1 переход.
4. Штамповка. Вытяжка, 2 переход.
5. Штамповка. Калибровка, 3 переход.
6. Штамповка. Обсечка фланца по заданному размеру.
3.1.4. Конструирование штампа.
Штампыдля холодной листовой штамповки представляют собой сложную конструкцию,состоящую из большого количества деталей разнообразного технологического иконструктивного назначения. Исходя из условий работы и различного характерасопряжения, эти детали требуют различной точности изготовления.
Наиболееточного изготовления требуют рабочие детали вырубных штампов – пуансоны иматрицы, а также направляющие колонки и втулки прецизионных штампов.Шероховатость поверхности деталей штампов определяется назначением детали итребованиями, предъявляемыми к ней. В соответствии с этим для изготовлениядетали применяются те или иные способы механической обработки. Шероховатостьповерхности оценивается в классах и параметрах по ГОСТ 2789 – 73.
Зазормежду матрицей и пуансоном определяется в процентом соотношении от толщиныматериала или по правилам: при вырубке наружного контура зазор беретсяза счет уменьшения размеров пуансона, размер матрицы принимают равнымнаименьшему предельному размеру детали; при пробивке отверстий зазоробразуется за счет увеличения размеров матрицы, размер пуансона берется равнымнаибольшему предельному размеру отверстия.
Определениеисполнительных размеров рабочих частей (пуансон и матрица).
3.1.4.1. Штамп для калибровки. ([1], стр. 410)
Исполнительныеразмеры вытяжных пуансонов и матриц определяются по формулам ([1],стр. 410, табл. 195).
Вытяжкадеталей с допуском по внутреннему размеру d + D:
dм = ( d + Z )+ dм; dп = d–dп, (3. 5) (3. 6)
где Z — зазор, Z= 1,1 S = 1,1 ´ 0,8 = 0,88 мм ([1],стр. 183, табл. 83);
dм = 0,08, dп = 0,06 ([1], стр. 411, табл. 196)
Дляразмера 380 имеем:
d м= (380 + 0,88 )+ 0,08 = 380,88+ 0,08 мм;
d п= 380– 0,06 мм
Радиусызакругления матрицы равны 1 мм.
3.1.4.2. Штамп для вырубки. ([1], стр. 408)
Исполнительныеразмерв вырубных матриц и пуансонов определяются по формулам ([1],стр. 407, табл. 193).
Вырубканаружного контура L-D:
Dм= (D — D)+dм, Dп = (D — D — Z)-dп, (3. 7) (3. 8)
где Z — зазор, Z= 0,05 мм; ([1], стр. 24, табл. 196).
dм = 0,02, dп = 0,012 ([1], стр. 411, табл. 196)
Дляразмера 520 Н 14 ® D = 1,5:
Lм= (520 – 1,5)+0,02 = 518,5+0,02 мм,
Lп= (520 – 1,5 – 0,05)-0,012 = 518,45-0,012 мм
Остальныеразмеры расчитываются аналогично.
3.1.5. Выбор оборудования. Расчетусилия пресса.
3.1.5.1.Усилие для вытяжки.
Усилиевытяжки изменяется на протяжении рабочего хода пуансона, достигая максимума приглубине h = (0,4 ¸ 0,6) H, где Н– полная глубина вытяжки.
Напрактике получили применение инженерные формулы для определения усилия вытяжки,которые исходят из известного положения, что допустимые напряжения в опасномсечении должны быть меньше разрушающих, а следовательно, наибольшееусилие предельно возможной вытяжки должно быть несколько меньше усилия,необходимого для разрыва стенок изделия около дна (в опасном сечении).
Фактическаявеличина напряжений в опасном сечении, а следовательно, и усилие вытяжкизависит от сопротивления металла деформированию, степени деформации иликоэффициента вытяжки, относительной толщины заготовки, относительного радиусазакругления матрицы и пуансона, показателя анизотропии.
Усилиевытяжки последней операции (калибровки) ([1], стр. 171, табл. 72):
Pв= ( 4 В – 1,72 r ) S sв кф, (3. 9)
где S –толщина материала, S = 0,8 мм;
sв - предел прочности, sв = 54 кгс/мм2;
кф– коэффициент, кф = 0,7
Pв = ( 4 ´ 380 – 1,72 ´ 100) ´0,8 ´ 54 ´ 0,7 = 40763,52 кгс
Полноеусилие вытяжки:
P = Pв+Q, (3. 10)
где Q –усилие прижима, Q = 0,25 Pв, отсюда
Р =1,25 Pв = 1,25 ´40763,52 = 50954,4 кгс
Исходяиз конструктивных особенностей пресса, выбираем пресс усилием 250 т. с.
Штампустанавливается на 250 т. с. пресс модели КБ3534А ([2],стр. 46 ):Номинальное усилие на внутреннем ползуне пресса, кН 2500 Ход ползуна, мм 400 Число ходов ползуна в минуту 25 Число одиночных ходов ползуна в минуту 19 Мощность АО С 2 – 81 – 4, кВт 40 Суммарная мощность, кВт 43,3 Габаритные размеры 4555 ´ 2900 ´ 6850
3.1.5.2.Усилие для вырубки.
Впроцессе вырубки листового металла возникает сложное неоднородное силовое поле,сконцентрированное вблизи режущих кромок пуансона и матрицы. Ввиду сложности инеоднородности силового поля при вырубке в расчетах применяется условнаятехнологическая величина – сопротивление срезу.
Рассчитаемусилие пресса для вырубки заготовки ([1], стр. 16):
Рср= L S sср, (3. 11)
где sср – сопротивление срезу, sср = 46 кгс / мм2;
L –периметр, L = 4 ´ 180 + p 180 + p160 = 1787,6 мм
Рср= 1787,6 ´ 46 ´ 0,8 = 65783,68 кгс
Полноеусилие вырубки обычно учитывает поправку на неоднородность материала изатупление режущих кромок пуансонов и матриц введением поправочногокоэффициента и рассчитывается по формуле:
Р =1,36 Рср = 1,36 ´65783,68 = 89465,8 кгс (3. 12)
Выбираемпресс усилием 160 или 250 т.с.
Штампустанавливается на 250 т. с. пресс модели КБ3534А.
3.2. Деталь «Крышка».
Детальтипа Крышка изготовляется из материала сталь 10, толщина листа S = 1,5 мм.
3.2.1. Анализ технологичности формы иконструктивных элементов детали.([1], стр. 280-281)
1. Деталь имеет сложную вытягиваемую форму, поэтому изготовление штамповбудет производиться с ручной подготовкой рабочих деталей (матрицы и пуансона).
2. Радиусы закруглений у фланца r ³3S = 5 мм, радиусы закруглений у дна могут быть не меньше r ³ 2S = 3 мм.
3. В прямоугольных коробках следует избегать острых углов в плане и у днадетали.
Исходяиз изложенных ранее технологических требований делаем вывод, что детальтехнологична и ее изготовление возможно методом холодной штамповки.
3.2.2.Определение формы и размеров заготовки. Расход материала.
([1],стр. 284)
Привытяжке прямоугольных коробок с фланцем ([1], стр. 113) ввиду значительной неравномарнойдеформации вдоль контура обязательно необходима последующая обрезка неровногофланца. (Требования смотри выше.) Это упрощает технологические рассчетызаготовки. Построение заготовки производится путем развертки коробки наплоскость.
Длинавыпрямленной стенки находится по уравнению:
1) L =L1 + L2 + /> p, (3.13)
при rд= 50 мм, rм = 5 мм, L1 = 11мм,
L2 = 0 мм
/>
рис.3.4. Отдельныйэлемент детали.
L = 11+ /> p = 97,35 мм
2) L =L1 + L2 + /> p
L = 11+/> /> p = 53,82 мм
/>
рис. 3.5. Отдельныйэлемент детали (радиусы скругления дна и фланца).
3)Поскольку высота детали изменяется вдоль длинной стороны детали, рассчитываемдлины стенки в наибольшей части и наименьшей части, таким образом:
Lб= 11 + 30 + /> p = 72,4 мм
/>
рис. 3.6. Отдельныйэлемент детали (длина стенки).
Lм= 11 + /> p = 42,4 мм
Рассчитываемвысоту развертки.
Детальпосле гибки:
/>
рис.3.7. Чертеж детали после гибки.
а = /> = 442,3 мм
tg/> = a / 2b = 442,3 / 450 ´ 2
/> = 31° 30¢Þ a= 63°
тогда l= /> = /> = 494,5мм (3. 14)
Детальдо гибки (после вытяжки):
/>
рис. 3.8. Чертеж деталидо гибки.
Полнаяразвертка детали будет:
L = 230+ 494,5 = 724,5 мм
Найдемдлину плоской части детали:
В¢ = 724 – 76 – 35,5 = 612,5 мм
Найдемширину плоской части детали:
А¢ = 316 – 2 ´ 16 – 30 = 254 мм
Посколькупри формировании ребер жесткости их размеры практически не влияют на величинуразвертки детали, определим размеры развертки:
К = В +L + L = 612,5 + 97,35 + 53,82 = 763,67 мм, (3. 15)
Nб= A¢ + 2Lб =254 + 72,4 ´ 2 = 398,8мм, (3. 16)
Nм= A¢ + 2Lм =254 + 42,4 ´ 2 = 338,8мм, (3. 17)
Сучетом припуска на обрезку, равную 10 мм, получим размеры заготовки:
К =763,67 + 10 = 774 мм
Nб= 398,8 + 10 = 410 мм
Nм= 350 мм
Дляпостроения эскиза заготовки необходимо определить радиус заготовки в углах,которые расчитываются как для вытяжки стаканчика с фланцем:
R0= />, (3. 18)
где r у– радиус коробки, rу = R = 15 мм;
Rф = 31 мм;
Н –высота стороны
В нашемслучае:
R01= /> = 41,85 мм,
R02= /> = 32,6 мм
Эскиззаготовки:
/>
рис. 3.19. Чертежзаготовки.
Разверткаребра жесткости определяется графическим путем:
Lрж= 460 мм
Посколькуразвертка детали большая – вырубку будем производить из карточек размером 774 ´ 410 мм (возможна не вырубка, аобсечка).
Такимобразом, оценку экономичности производим по величине полезного использованияметалла ([1], стр. 290):
к и = />, (3. 19)
где f –площадь поверхности детали
f = 254´ 774 + 2 /> + 2 /> + 2 /> + 2 ´ 47,5 ´612,5 = 283561,9 мм2;
m –количество деталей из листа, m = 5 штук;
А ´ С – размеры листа А ´ С = 1000 ´ 2000 мм, ГОСТ 19903 — 74
к и = />
Концевыеотходы (полосы шириной 180 и 42 мм) используются для изготовления деталей вцехах средней и мелкой штамповки.
3.2.3Разработка технологического процесса
Технологическийпроцесс:
1. Резка листа на карточки. Ножницы гильотинные.
2. Штамповка. Вырубка или обсечка заготовки.
3. Штамповка. Вытяжка.
4. Штамповка. Гибка.
5. Штамповка. Обсечка припуска в размер детали.
3.2.4.Выбор оборудования. Расчет усилия пресса.
3.2.4.1. Усилие для вытяжки иформовки.
Посколькукоробка невысокая, Н/В
Тогдаусилие пресса рассчитаем по формуле ([1], стр. 172, табл. 72):
Pв = ( 2 А + 2 В – 1,72 r ) S sвкф, (3.20)
где А иВ – длина и ширина коробки;
S –толщина материала, S = 1,5 мм;
sв - предел прочности, sв = 34 кгс/мм2;
кф– коэффициент ([1], стр. 174, табл. 76), кф = 0,3
Pв = ( 2 ´ 316 + 2 ´724,5 – 1,72 ´ 15) ´ 1,5 ´ 34 ´0,3 = 31444,56 кгс
Полноеусилие вытяжки:
P = Pв+ Q, (3.21)
где Q –усилие прижима, Q = 0,25 Pв, отсюда
Р =1,25 Pв = 1,25´31444,56= 39305,7 (3. 22)
Посколькукроме вытяжки на этой операции производится формовка ребер жесткости, определимусилие формовки ([1], стр. 216). Эта операция всамолетостроении, как правило, выполняется на гидравлических прессах давлениемрезины или жидкости.
Приширине рифта 15 мм и толщине материала S = 1,5 мм, наибольшая глубина рифтаможет составить 6 мм. В нашем случае 4 мм.
Усилиештамповки ребер жесткости ориентировочно может быть рассчитано по формуле:
P = L Ssв кф, (3. 23)
где L –длина ребер жесткости, L = 460 мм;
S –толщина материала;
кф– коэффициент зависимости от глубины рифта, кф = 0,7¸1;
sв — предел прочности, sв = 34 кгс/мм2
Pрж= 460´1,5´34´1 =23460 кгс
Тогдаполное усилие, необходимое для изготовления детали:
Рп= Р + Pрж = 39305,7 + 23460 = 62765,7 кгс
Исходяиз конструктивных особенностей пресса, закрытой высоты штампа, размероврабочего стола, выбираем пресс усилием 250 т.с.
3.2.4.2. Усилие для гибки..
Расчетусилия гибки ([1], стр. 72, табл. 23):
Усилиегибки определяется из равенства внешнего изгибающего момента моменту внутреннихсил. В нашем случае усилие гибки определяется не столько процессом изгиба,сколько процессом калибровки, требующим значительного давления и практическизависящим от регулировки хода пресса и от отклонений материала по толщине.Поскольку гибка производится с калибровкой, максимальное усилие пресса будетпри калибровке, то есть:
Р = рF, (3. 24)
где р –давление калибровки, р = 1,2 кгс/мм2 ([1], стр. 73, табл. 26);
F =(724,5 — 230)´316 = 156262 мм2
Р = 1,2´156262 = 187514,4 кгс
Исходяиз конструктивных особенностей пресса, закрытой высоты штампа, величины ходапресса, размеров рабочего стола, выбираем пресс усилием 250 т.с.
Штампустанавливается на 250 т. с. пресс модели КБ3534А.