Определение формы и размеров заготовки. Расход материала. ([1], стр. 284)

3.1.2. Определение формы и размеров заготовки. Расход материала. ([1], стр. 284)

Создание технологичных форм штампуемых деталей упрощает производственный процесс и имеет решающее значение для экономии материалов в штамповочном производстве.

При вытяжке прямоугольных коробок с фланцем ([1], стр. 113) ввиду значительной неравномерной деформации вдоль контура обязательна последующая обрезка неправильной формы. Это упрощает технологические расчеты заготовки и построение ее формы, так как большой точности последних не требуется. Форму заготовки в данном случае можно значительно упростить, руководствуясь удешевлением вырубного или комбинированного штампа. Необходимо соблюдать следующие требования: предотвратить нехватку поверхности металла заготовки; устранить скопление заведомо лишнего металла в углах, затрудняющего процесс вытяжки. Это позволяет производить построение заготовки путем развертки коробки на плоскость. В основу расчета и построения заготовки кладется известное правило – равенство площадей поверхности заготовки и коробки (с припуском на обрезку). При этом производят следующие подсчеты: определение длины выпрямленной стенки; определение радиуса заготовки R₀ в углах коробки.

Длина выпрямленной стенки находится по уравнению:

L = l + H + 0,14 r_cp, (3. 1)

где r_cp  - средний радиус, r_cp = (r_м + r_д) /2 = (1 + 40) / 2 = 20,5 мм;

l – ширина фланца, l = 15 мм;

Н – высота стороны.

Отсюда видно, что вычисления можно упростить, применяя средний радиус закругления у дна и фланца.

L₁ = 15 + 160 + 0,14 ´ 20,5 = 177,87 мм;

L₂ = 15 + 140 + 0,14 ´ 20,5 = 157,87 мм.

Таким образом, 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.

С учетом припуска на обрезку получаем заготовку:

А₁ = 540 мм; А₂ = 500 мм; В = 520 мм.

Радиус заготовки в углах коробки рассчитывается как для вытяжки стаканчика с фланцем по формуле:

R ₀ = , (3. 2)

где r _у – радиус коробки, r_у = R = 100 мм;

R _ф = 115,8 мм.

R ₀₁ =  мм;

R ₀₂ =  мм.

Проведем построение заготовки:

рис. 3.2. Большая и меньшая часть заготовки.

Учитывая, что будет производиться отгибка фланца, для облегчения изготовления принимаем радиус закругления в большей части R = 180 мм, в меньшей части R = 160 мм, тогда заготовка имеет вид:

рис. 3.3. Эскиз заготовки – развертка на плоскость.

Для уменьшения отхода дорогостоящего материала, с учетом того, что изготовление будем производить вырубкой из карточки, наименьшие размеры которой 540 ´ 520 мм, выбираем по ГОСТ 19903 – 74 лист размером 1100 ´ 2200. Таким образом, получим при размерах карточки 550 ´ 550 раскрой, указанный на листе МТ6127.06.004.00

Оценку экономичности 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 технологического процесса.

Предварительный расчет требуемого количества операций вытяжки производится по общей величине деформаций, необходимой для превращения плоской заготовки в прямоугольную коробку. Здесь пригоден метод подсчета, аналогичный методу, применяемому при расчетах многооперационной вытяжки цилиндрических деталей по коэффициентам вытяжки. Эти коэффициенты представляют собой отношения длины периметров вытянутой детали и заготовки.

Для предварительного определения количества операций вытяжки вполне допустимы некоторые упрощения подсчетов длины контура.

Для определения 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 =}

Таким образом, можно с уверенностью сказать, что коробку высотой 160 мм с нашими габаритными размерами можно получить за один переход, радиус R 100 удовлетворяет условию ([1], стр.154, табл. 70). Наименьший радиус углового закругления при вытяжке коробок с фланцем:

r _y = 0,62 H = 0,62 ´ 160 = 99,2 мм

Единственную проблему вызывает разновысокость детали и жесткость материала.

В связи с этим будем производить вытяжку детали за 2 перехода с последующей калибровкой, указанный на листе МТ 6127.06.004.00

1 - й переход.

Вытягиваем деталь высотой 140 мм, угловой радиус R = 120 мм, радиус у дна r_д = 60 мм, радиус фланца r_фл = 16 мм([1], стр. 180, табл. 80).

Н_л-1 = 0,88 Н = 0,88 ´ 160 = 140 мм

2 - й переход.

Вытягиваем деталь с заданными габаритными размерами, то есть равновысокую, угловой радиус R = 105 мм, радиус у дна r_д = 45 мм, радиус фланца r_фл = 5 мм([1], стр. 180, табл. 80).

3 – й переход - калибровка.

Изготовление детали с заданными радиусами, формирование угла 1 градус по большей стороне.

Технологический процесс.

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.

Штампы для холодной листовой штамповки представляют собой сложную конструкцию, состоящую из большого количества деталей разнообразного технологического и конструктивного назначения. Исходя из условий работы и различного характера сопряжения, эти детали требуют различной точности изготовления.

Наиболее точного изготовления требуют рабочие детали вырубных штампов – пуансоны и матрицы, а также направляющие колонки и втулки прецизионных штампов. Шероховатость поверхности деталей штампов определяется назначением детали и требованиями, предъявляемыми к ней. В соответствии с этим для изготовления детали применяются те или иные способы механической обработки. Шероховатость поверхности оценивается в классах и параметрах по ГОСТ 2789 – 73.

Зазор между матрицей и пуансоном определяется в процентом соотношении от толщины материала или по правилам: при вырубке наружного контура зазор берется за счет уменьшения размеров пуансона, размер матрицы принимают равным наименьшему предельному размеру детали; при пробивке отверстий зазор образуется за счет увеличения размеров матрицы, размер пуансона берется равным наибольшему предельному размеру отверстия.

Определение исполнительных размеров рабочих частей (пуансон и матрица).