ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 19.06.2024
Просмотров: 67
Скачиваний: 1
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«КУЗБАССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Кафедра технологии металлов
ТЕХНОЛОГИЯ ЛИСТОВОЙ ШТАМПОВКИ
Методические указания к лабораторной работе по курсу «Технология конструкционных материалов» для студентов направле-
ний 552900, 550200, 551400, 552100, 550900, специальностей 120100, 150200, 240100, 240400, 170100, 170500
Составитель В.В. ДРАЧЕВ
Утверждены на заседании кафедры Протокол № 4 от 13.11.02
Рекомендованы к печати методической комиссией по направлению 552900 Протокол № 19 от 18.11.02
Электронная копия находится в библиотеке главного корпуса ГУ КузГТУ
Кемерово 2003
1
ЦЕЛЬ РАБОТЫ
Разработка технологии изготовления листоштампованной детали, которая заключается в решении следующих задач:
-определение состава и последовательности операций листовой штамповки для получения заданной детали;
-определение размеров заготовки;
-расчёт усилий каждой операции;
-определение способа раскроя листового материала с расчетом коэффициента использования материала;
-выбор оборудования для выполнения каждой операции.
2.ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
2.1. Классификация операций листовой штамповки
Листовой штамповкой называется штамповка изделий или заготовок из листового или фасонного проката без обусловленного значительного перераспределения металла в поперечном сечении исходной заготовки.
Все операции листовой штамповки делятся на разделительные и формоизменяющие. Разделительными называются операции, в результате которых происходит полное или частичное отделение одной части заготовки от другой. К основным разделительным операциям относятся:
-отрезка – полное отделение части заготовки по незамкнутому контуру путем сдвига;
-вырубка – полное отделение заготовки или изделия от исходной заготовки по замкнутому контуру путем сдвига;
-пробивка – образование в заготовке отверстия или паза путем сдвига с удалением части металла в отход;
-обрезка – удаление излишков металла путем сдвига.
Формоизменяющими называются операции, в результате которых изменяется форма заготовки путем пластического деформирования. К основным формоизменяющим операциям относятся:
2
-гибка – образование или изменение углов между частями заготовки или придание ей криволинейной формы;
-вытяжка – образование полой заготовки или изделия из плоской или полой исходной листовой заготовки;
-отбортовка – образование борта по внутреннему или наружному контуру заготовки;
-обжим – уменьшение размеров поперечного сечения части полой заготовки путем одновременного воздействия инструмента по всему её периметру;
-раздача – увеличение размеров поперечного сечения части полой заготовки путем одновременного воздействия инструмента по всему её периметру.
2.2. Отрезка
Отрезку применяют для разделения листа на полосы заданной ширины и выполняют чаще всего на гильотинах или дисковых ножницах.
Усилие отрезки материала (Н) на гильотинных ножницах (рис.1,а):
P = |
K0,5S2σ |
ср |
, |
(1) |
tgφ |
|
|||
|
|
|
|
где K – коэффициент, учитывающий затупление режущих кромок, неравномерность толщины и механических свойств материала, K=1,1÷1,3;
S– толщина материала, мм;
σср – предел прочности материала при срезе, МПа, определяемый
по прил. 1; ϕ – угол наклона верхнего ножа, град, ϕ=2÷6о.
Усилие отрезки на дисковых ножницах (рис. 1, б):
P = |
K0,5h nSσср |
, |
(2) |
tgα |
|
||
|
|
|
где hn – глубина вдавливания ножей к моменту скалывания, мм, hn = (0,2 ÷0,5)S;
3
α– угол захвата ножниц, град, α=6÷140.
Р
Р
α
φ
S
S
а |
б б) |
а) |
Рис. 1. Схема отрезки на гильотинных (а) и дисковых (б) ножницах
2.3. Вырубка, пробивка, обрезка
Вырубка, пробивка, обрезка могут производиться в штампах с параллельными режущими кромками пуансонов и матриц или в случае штамповки деталей больших размеров и при использовании толстого материала, со скошенными режущими кромками.
Полное усилие пресса при вырубке, пробивке, обрезке:
P = Pc +Q, |
(3) |
где Pс – усилие пресса сдвига при вырубке, пробивке, обрезке, Н;
Q – усилие сжатия буфера, прижима, съёмника, Н, Q=(0,2 ÷0,3) Рс. Усилие процесса сдвига при вырубке, пробивке и обрезке в штам-
пах с параллельными режущими кромками (рис. 2, а):
Pc = KLSσср, |
(4) |
4
где К – коэффициент, учитывающий затупление режущих кромок, неравномерность толщины и механических свойств материала,
К=1,1÷1,3;
L – периметр контура вырубки, пробивки или обрезки, мм; S – толщина материала, мм;
σср – предел прочности материала при срезе, МПа (см. прил. 1).
Р |
Р |
H
|
S |
S |
а) а |
бб) |
Рис. 2. Схема вырубки (пробивки, обрезки) в штампе с параллельными (а) и скошенными (б) режущими кромками
Усилие процесса сдвига при вырубке, пробивке, обрезке в штампах со скошенными режущими кромками (рис. 2, б):
P = KLSσ |
ср |
K' , |
(5) |
c |
|
|
где К' – коэффициент, зависящий от величины скоса.
При толщине материала S до 3 мм величина скоса H=2S и
К'= 0,4÷0,6.
При S=3÷10 мм H=S и К'=0,2÷0,4.
5
2.4.Гибка
2.4.1.Определение размеров заготовки при гибке
При гибке слои металла внутри угла изгиба укорачиваются, а наружные слои удлиняются. Между удлиненными и укороченными слоями находится нейтральный слой, длина которого равна первоначальной длине заготовки. Поэтому определение размеров плоских заготовок, подлежащих гибке, сводится к определению положения и длины нейтрального слоя.
Длина нейтрального слоя в изогнутом участке определяется по формуле
lH = |
|
πφ |
(R + xS), |
(6) |
|
180 |
|||||
|
|
|
|||
где ϕ – угол изгиба, град;
R – внутренний радиус изгиба, мм;
x – коэффициент, определяющий положение нейтрального слоя, выбирается по табл. 1;
S – толщина материала, мм.
Таблица 1
Значения коэффициентов X и K2
R/S |
0,5 |
1 |
|
1,5 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
X |
0,38 |
0,42 |
|
0,44 |
0,45 |
0,46 |
0,47 |
0,48 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
K2 |
0,18 |
0,15 |
|
0,14 |
0,125 |
0,10 |
0,09 |
0,08 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Полная длина заготовки определяется по формуле |
|
|
||||||
|
|
|
L = ∑l +∑lH , |
|
|
(7) |
||
где Σl – суммарная длина прямых участков, мм; ΣlH – суммарная длина изогнутых участков, мм.
6
Пример. Определить длину заготовки для детали, изображенной на рис. 3.
l1 |
R |
|
l1 |
|||
|
||||||
|
|
R+x*S |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
l2 |
|
l2 |
|
R R+x*S
l3
Рис. 3. Схема определения длины заготовки при гибке
L= ∑l +∑lH = 2l1 +2l2 +l3 +4 180π90 (R +xS) =
=2l1 +2l2 +l3 +2π(R + xS).
2.4.2. Расчет усилий гибки
Гибка может быть одноугловой и двухугловой. При наличии у детали большего числа углов гибку осуществляют за несколько операций. Гибка может производиться с прижимом или без прижима. Гибка без прижима применяется лишь для деталей невысокой точности, так как допускает смещение заготовки при гибке. Двухугловая гибка всегда производится с прижимом.
7
Усилие одноугловой гибки без прижима:
P = BSσвK1, |
(8) |
где B – ширина полосы (длина линии изгиба), мм;
S– толщина материала, мм;
σв – предел прочности материала при растяжении, МПа(см.
прил. 1);
K1 – коэффициент для гибки без прижима, K1= 0,09 ÷ 0,12.
Усилие одноугловой гибки с прижимом:
P =1,25BSσвK2 , |
(9) |
где K2 – коэффициент для гибки с прижимом, определяется по табл. 1. Усилие двухугловой гибки с прижимом:
P = 2,5BSσвK2. |
(10) |
2.5.Вытяжка
2.5.1.Определение размеров заготовки при вытяжке
Размеры заготовок для вытяжки круглых (являющихся телами вращения) деталей простой формы определяют исходя из равенства площадей поверхности заготовки и готовой детали с учетом припуска на обрезку неровного края детали, получающегося при вытяжке из-за неравномерности толщины, механических свойств материала и ряда других причин. В данном случае заготовка будет иметь форму круга, диаметр которого определяется по формуле
D3 =1,13 F =1,13 ∑f , |
(11) |
где F – площадь поверхности готовой детали, мм2;
Σf – сумма площадей простых геометрических элементов, составляющих поверхность детали, мм2.