Рефетека.ру / Промышленность и пр-во

Курсовая работа: Технология листовой штамповки

Федеральное агентство по образованию

САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АЭРОКОСМИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ имени академика С.П. КОРОЛЕВА

Факультет летательных аппаратов

Кафедра производства летательных аппаратов и управления качеством в машиностроении


Курсовая работа

По теме: Технология листовой штамповки


Самара 2010

Реферат


Целью данного курсового проекта является разработка технологического процесса для изготовления детали, заданной руководителем. Выполнение курсового проекта позволяет систематизировать, закрепить и расширить теоретические знания, а также приобрести опыт самостоятельного решения вопросов, связанных с проектированием рабочего инструмента для холодной листовой штамповки.

Основной задачей данного проектирования является разработка оптимальной технологии изготовления заданной детали.

Этапы реализации этой задачи:

анализ технологичности конструкции детали;

разработка технологической схемы штамповки;

разработка схемы раскроя материала;

определение величины потребного усилия по операциям;

выбор оборудования;

расчет исполнительных размеров пуансонов и матриц;

сборочный чертеж.

Введение


В общем комплексе технологии машиностроения все возрастающее значение приобретает обработка металлов давлением, в том числе листовая штамповка. Это один из способов обработки, при котором металл пластически деформируется в холодном состоянии при помощи штампов. Листовая штамповка применяется для изготовления самых разнообразных деталей практически во всех отраслях промышленности связанных с металлообработкой.

Листовая штамповка представляет собой самостоятельный вид технологии, обладающей рядом особенностей:

высокой производительностью;

возможностью получения самых разнообразных по форме и размерам полуфабрикатов и готовых деталей;

возможностью автоматизации и механизации штамповки путем создания комплексов оборудования, обеспечивающих выполнение всех операций производственного процесса в автоматическом режиме (в том числе роторных и роторно-конвейерных линий);

возможностью получения взаимозаменяемых деталей с высокой точностью размеров, без дальнейшей обработки резанием.

Современное холодноштамповочное производство развивается по пути совершенствования традиционных и создания новых технологий и оборудования. При этом наметились тенденции создания холодноштамповочного оборудования для крупносерийного и массового производства автоматических линий и холодноштамповочных пресс-автоматов и оборудования для мелкосерийного, серийного и единичного часто переналаживаемого производства холодноштамповочного оборудования с числовым программным управлением, универсальных прессов, гибких производственных модулей с ЧПУ.

1. Технологическая часть


1.1 Анализ технологичности конструкции детали


Под технологичностью следует понимать такое сочетание конструктивных элементов, которое обеспечивает наиболее простое и экономичное изготовление деталей при соблюдении техники и эксплуатационных требований к ним.

Основными показателями технологичности листовых холодноштамповочных деталей являются:

наименьший расход материала;

наименьшее количество и низкая трудоемкость операции;

отсутствие последующей механической обработки;

наименьшее количество требуемого оборудования и производственных площадей;

наименьшее количество оснастки при сокращении затрат и сроков подготовки производства.

Общим результативным показателем технологичности является наименьшая стоимость штампуемых деталей.

Возможность формообразования при разделительных операциях определяется способностями материала заготовки изменять форму под действием деформирующего усилия и возможностью изготовления рабочих частей штампа способных осуществить заданное формоизменение.

Материал, из которого будет выполнена деталь – сталь 0,8 кП.

Характеристика стали 08кп (8кп):

Применение: для прокладок, шайб, вилок, труб, а также деталей, подвергаемых химико-термической обработке - втулок, проушин, тяг. Основные характеристики представлены в табл.1, табл. 2, табл. 3, табл.4.

Таблица 1 - Химический состав в процентах стали 08кп (8кп)

C Si Mn Ni S P Cr Cu As
0.05-0.11 до 0.03 0.25-0.5 до 0.25 до 0.04 до 0.035 до 0.1 до 0.25 до 0.08

Таблица 2 - Температура критических точек стали 08кп (8кп)

Ac1=732, Ac3(Acm)=874, Ar3(Arcm)=854, Ar1=680
Твердость стали 08кп (8кп) калиброванного нагартованного HB=179
Твердость стали 08кп (8кп) горячекатанного отожженного HB=131

Таблица 3 - Физические свойства стали 08кп (8кп)

T E 10-5 a106 l r C R 109
Град МПа 1/Град Вт/(м·град) кг/м3 Дж/(кг·град) Ом·м
20 2.03
63 7871
147
100 2.07 12.5 60 7846 482 178
200 1.82 13.4 56 7814 498 252
300 1.53 14.0 51 7781 514 341
400 1.41 14.5 47 7745 533 448
500
14.9 41 7708 555 575
600
15.1 37 7668 584 725
700
15.3 34 7628 626 898
800
14.7 30 7598 695 1073
900
12.7 27 7602 703 1124
1000
13.8

695

Таблица 4 - Технологические свойства стали 08кп (8кп).

Свариваемость: без ограничений.
Флокеночувствительность: не чувствительна.
Склонность к отпускной хрупкости: не склонна.

Сопротивление резу – 25 кгс/ммІ (при вырубке);

Предел прочности - 30 кгс/ммІ

Относительное удлинение – 35% (не менее)

Для изготовления детали будет применяться гибка. Произведем корректировку размеров детали, с учетом свойств материала детали 0,8 кП:

- Наименьший размер пробиваемых отверстий: Технология листовой штамповкимм. Размер отверстия – 3 мм. Условие выполняется;

- Наименьшее расстояние от края отверстия до прямолинейного наружного контура: Технология листовой штамповки Технология листовой штамповки Условие выполняется.

- Наименьшее расстояние от края отверстия до загнутой полки: Технология листовой штамповки Технология листовой штамповки Условие не выполняется. Следовательно, увеличим горизонтальный размер детали до 48 мм и передвинем отверстия на 4 мм. Тогда Технология листовой штамповки

- Наименьшее расстояние между отверстиями Технология листовой штамповки Технология листовой штамповки Условие выполняется.

- Наименьшая высота отгибаемой полки Технология листовой штамповки Технология листовой штамповки Условие выполняется.

Размеры детали с учетом корректировки указаны на рис. 1.


Технология листовой штамповки

Рис. 1 - Эскиз детали

1.2 Анализ вариантов технологических схем изготовления детали


Основными техническими признаками, влияющими на выбор варианта технологического процесса, являются: механические свойства и толщина материала, степень сложности конфигурации детали и ее габариты, требуемая точность детали, место расположения отверстий и точность расстояния между их осями и т.д. Основным экономическим признаком, от которого зависит решение вопроса экономической целесообразности того или иного варианта, является серийность производства.

Анализируя конструкцию и материал детали, могут приниматься следующие варианты технологических схем ее изготовления:

-раскрой листа на полосы;

-вырубка в штампе полосы заготовки с одновременной пробивкой в ней отверстий в штампе совмещенного действия;

-гибка заготовки в штампе;

-доводка детали вручную.

-раскрой листа на полосы;

-вырубка детали;

-пробивка 4х отверстий, диаметром 4мм;

-гибка заготовки в штампе;

-доводка детали вручную.

-раскрой листа на полосы;

-вырубка детали;

-сверление в кондукторе 4х отверстий, диаметром 4мм;

-гибка заготовки в штампе;

-доводка детали вручную.

Принимаем I вариант изготовления детали, т.к. он содержит меньшее количество операций и является более экономичным.

1.3 Расчет технологических параметров


1.3.1 Определение размеров заготовки

Размеры развертки детали: Технология листовой штамповки, где Технология листовой штамповки - длина прямолинейных участков детали, Технология листовой штамповки, Технология листовой штамповки

Итак, размеры заготовки штамповки детали: 76,4х30 мм.


1.3.2 Расчет ширины полосы материала для изготовления заготовки

Она в основном зависит от марки и толщины материала, величины перемычек между выбираемыми заготовками, расположения заготовок в полосе, конструкции штампа, точности работы оборудования для раскроя листов, применяемых средств механизации подачи полосы в штамп.

Принимаем для разрабатываемого процесса, что лист разрезается на полосы на гильотинных ножницах. Заготовки из полос вырубаются в штампе без бокового прижима полосы и с подачей материала в любую зону вручную.

Формула для расчета ширины полосы в этом случае имеет вид:


Технология листовой штамповки


Технология листовой штамповки - величина перемычки между заготовками,

Технология листовой штамповки - односторонний (минусовый) допуск на ширину полосы,

Технология листовой штамповки - гарантийный зазор между полосой и направляющими штампа,

В зависимости от расположения заготовки на полосе, ширина полосы может быть следующая:

Технология листовой штамповки,

Технология листовой штамповки.

1.3.3 Расчет шага расположения заготовок

По ГОСТу выбираем листы, габаритом 1000х2000 мм. При изготовлении деталей гибкой, необходимо, по возможности, соблюдать правило, чтобы линия сгиба не совпадала с направлением проката листа (рис. 2). Шаг расположения заготовок на полосе составляет:

Технология листовой штамповки,Технология листовой штамповки.


Технология листовой штамповки

Рисунок 2 – Расположение полос при раскрое листа


1.3.4 Определение количества заготовок

Определяем количество заготовок, которое можно получить по вариантам а) и б) (Табл.5)


Таблица 5 – Количество заготовок, получаемых из листов при различных вариантах раскроя.

Габариты листа мхм Вариант раскроя Количество (шт.)


Полос из листа Заготовок из полосы Заготовок из листа
1,0х2,0 а 2000:84,8=23 1000:31,6=31 23х31=713

б 1000:38,4=26 2000:78=25 26х25=650
1,2х2,0 а 2000:84,8=23 1200:31,6=37 23х37=851

б 1200:38,4=31 2000:78=25 31х25=775

Расчет коэффициента использования материала

Производим расчет коэффициента использования материала листов:

Технология листовой штамповки.


Для определения площади заготовки f, разбиваем ее на фигуры простой геометрической формы. Общая площадь заготовки: Технология листовой штамповки.

Технология листовой штамповкиТехнология листовой штамповки

Технология листовой штамповкиТехнология листовой штамповки.

Таким образом, для разработки технологического процесса изготовления детали выбираем лист габаритом 1000х2000 и его раскрой по варианту а).

Использование оставшегося материала листа:

Технология листовой штамповки. Технология листовой штамповки, значит, можно использовать оставшуюся полосу листа Технология листовой штамповки, изменив расположение заготовок на листе (рис. 3). Количество заготовок из полосы Технология листовой штамповки: 1000:84,8=11.

Технология листовой штамповки. Технология листовой штамповки, значит, оставшуюся полосу листа Технология листовой штамповки использовать невозможно.

Следовательно, Технология листовой штамповки


Технология листовой штамповки

Рисунок 3 – Расположение заготовок на листе

Расчет усилия резки листа на полосы

Произведем подбор гильотинных ножниц исходя из усилий резания и ширины отрезаемой полосы. Усилие резания определяем по формуле:


Технология листовой штамповки,


где Технология листовой штамповки - толщина материала, Технология листовой штамповки=25 кгс/ммІ, Технология листовой штамповки - угол створа ножниц, Технология листовой штамповки=1,3 – коэффициент, учитывающий затупление ножей, разброс толщины и механических свойств материала и др.

Технология листовой штамповки (Технология листовой штамповки24,8кН)

Ножницы для резки материала толщиной Технология листовой штамповки2,5 мм ,пределом прочности Технология листовой штамповки50 кг/ммІи шириной реза Технология листовой штамповки1600ммпо каталогу выбираем модель Н473 (ГОСТ 6282-52). Правильность их выбора проверяем по развиваемому усилию резания:

Технология листовой штамповки (Технология листовой штамповки31,03кН)

Таким образом, для техпроцесса можно рекомендовать гильотинные ножницы модели Н473.

Определение усилия вырубки развертки детали и подбор пресса

Усилие резания материала при вырубке заготовок по наружному контуру определяем по формуле:


Технология листовой штамповки,Технология листовой штамповки

Технология листовой штамповки,

Технология листовой штамповки,


Технология листовой штамповки=10296кгс (Технология листовой штамповки103кН).

Усилие снятия полосы с пуансона:

Технология листовой штамповки, где Технология листовой штамповки - для штампа последовательного действия (вырубка-пробивка).

Технология листовой штамповки.

Усилие проталкивания заготовки через матрицу:

Технология листовой штамповки, где Технология листовой штамповки - при вырубке на провал, n – количество заготовок, находящихся одновременно в цилиндрической шейке матрицы. Учитывая необходимость периодического ремонта – перешлифовки режущей кромки матрицы, принимаем n=3:

Технология листовой штамповки.

Усилие резания при пробивке 4х отверстий:

Технология листовой штамповки(Технология листовой штамповки18,8кН),

Усилие снятия заготовки с пуансона:

Технология листовой штамповки, где Технология листовой штамповки - для многопуансонного пробивного штампа.

Технология листовой штамповки,

Усилие проталкивания отходов при пробивке отверстий:

Технология листовой штамповки, где Технология листовой штамповки - при вырубке с обратным выталкиванием, n=3.

Технология листовой штамповки.

Общее усилие пресса, необходимое для выполнения этой операции, составит:

Технология листовой штамповки,

где Технология листовой штамповки=1,3 – коэффициент, учитывающий потери, затупление режущих кромок, разброс толщины и механических свойств материала и др.

Технология листовой штамповки

Произведем выбор пресса по каталогу оборудования , в зависимости от Технология листовой штамповки, величины рабочего хода ползуна, закрытой высоты габаритов штампа в плане.

При этом условно принимаем следующее:

-рабочий ход ползуна должен быть не менее 10-20 мм,

-закрытая высота штампа Технология листовой штамповкимм,

-габариты штампа в плане 450х700мм.

Наиболее подходящим для нашего случая выбираем пресс К 116 Б (усилие пресса Р=360кН , ход ползуна h=64мм, габариты стола пресса 480х720мм Технология листовой штамповки= 300мм).

Определение усилий гибки детали, выбор марки пресса

Определим усилие гибки заготовки. Применяется четырехугловая гибка с прижимом:

Технология листовой штамповки,

где В=30мм – длина линии гиба, Технология листовой штамповки=0,2 – коэффициент для двухугловой гибки.

Технология листовой штамповки (Технология листовой штамповки9кН).

Выбираем пресс для выполнения операции четырехуголовой гибки с прижимом, при этом условно принимаем:

-ход ползуна не менее 2х высот детали, т.е. Технология листовой штамповки40мм,

-закрытая высота штампа Технология листовой штамповки,

-габариты штампа в плане 350х750мм.

По каталогу выбираем пресс ЭР50 (усилие пресса Р= 500кН , ход ползуна h= 70мм , габариты стола пресса 370х575мм Технология листовой штамповки= 265мм).

Расчет параметров пружинения материала

Радиус закругления пуансона, учитывающий отпружинивание заготовки после ее гибки, определим по формуле:

Технология листовой штамповки,


Технология листовой штамповки - внутренний радиус детали,

Технология листовой штамповки - модуль упругости материала,

Технология листовой штамповки2,96мм;

Угол пружинения материала после снятия внешней нагрузки:


Технология листовой штамповки


Технология листовой штамповки

Технология листовой штамповки

Таким образом, в технических условиях на проектирование гибочного штампа необходимо задать радиус закругления пуансона 2,96мм , а угол сопряжения рабочих кромок пуансона 89,6є.


2. Конструктивная часть


2.1 Обоснование конструктивной схемы штампа


Штампы для гибки подразделяются на штампы простого, последовательного и совмещенного действия. В штампах простого действия за один ход подвижной части блока выполняется только одна операция или переход гибки. Штампы этой группы подразделяются на специальные и универсальные. Специальные штампы применяют для изготовления деталей простейшей формы однооперационной гибкой в одном штампе или для получения деталей сложной формы многопереходной поэлементной гибкой в штампах простого действия. Универсальные штампы применяют для получения однотипных деталей простой формы, но разных размеров, однопереходной гибкой или для выполнения деталей сложной формы многопереходной гибкой в одном и том же универсальном штампе.

Четырехугловую гибку деталей можно выполнять в штампе, обеспечивающем изгиб четырех углов одновременно (рис. 4, а). Однако при этом, ввиду повышенного растяжения металла из-за его защемления между пуансоном и матрицей, деталь получается со значительным искривлением полок (рис. 4, б). Для исключения таких искривлений гибку следует выполнять за два перехода в одном или двух штампах (рис. 4, в и г). Однако экономичнее использовать один штамп.


Технология листовой штамповки

Рисунок 4 – Схемы штампов для четырехугловой гибки детали

2.2 Описание конструкции штампа, принцип действия


Двухугловой гибочный штамп показан на рис. 5. С его помощью будет выполняться четырехугловая гибка детали. Заготовку укладывают на прижим 1, действующий от выталкивателя 2. При опускании пуансона 3 заготовка сначала зажимается между пуансоном и выталкивателем, а затем изгибается с помощью матрицы 4 и принимает форму скобы. Затем деталь переворачивают загнутыми углами вниз и выполняется второй переход.

После гибки деталь из матрицы удаляется выталкивателем, действующим от нижнего буферного устройства.


Технология листовой штамповки

Рисунок 5 – Двухугловой гибочный штамп


Определение исполнительных размеров элемента штампа.

К конструктивно-технологическим параметрам штамповой оснастки относятся:

1. Односторонний зазор z – между матрицей и пуансоном при двухугловой гибке. Он определяется в зависимости от толщины материала Технология листовой штамповки по формуле

Технология листовой штамповки,


где Технология листовой штамповки – коэффициент, зависящий от длины отгибаемых полок и толщины материала.

Технология листовой штамповки

Радиус закругления рабочей кромки матрицы Технология листовой штамповки

Глубина матрицы k=20мм

Радиус закругления пуансона рассчитан в п. 3.7, Технология листовой штамповки2,96мм;

Исполнительный размен матрицы Технология листовой штамповки,

Технология листовой штамповки-номинальный размер детали после гибки (1 переход),

Технология листовой штамповки=0,4 – коэффициент, определяющий долю допуска,

Технология листовой штамповки=0 - предельное отклонение размера детали.

Технология листовой штамповки

Техника безопасности при изготовлении детали

Техника безопасности и охрана труда работающих приобретают особое значение при холодной листовой штамповке. Избежать производственных травм в этой области можно различными путями.

При работе на открытых штампах, а также при штамповке из отдельных (штучных) заготовок их обязательно следует укладывать, а отштампованные детали удалять посредством какого-либо ручного инструмента (пинцетами, щипцами, линейками и т. д.). При штамповке из полосы рекомендуется применять штампы безопасной конструкции, например, закрытые штампы с направляющей плитой и с автоматически действующими упорами, ловителями, боковыми ножами и т. д. Особое внимание при конструировании прессов и штампов уделяется системе ограждения штампового пространства, так как в этой зоне максимальное число травм. Штамповое пространство ограждается решетками. Для защиты персонала используют блокирующие устройства, основной деталью которой являются фотоэлектрические датчики, расположенные в штамповом пространстве. Они дают команду на мгновенную остановку пресса при попадании в зону руки. Кроме того, в прессах используют двурукое включение. Здесь необходимо использовать педаль выше пола на 100 мм.

Также необходимо следить за уровнем освещенности на рабочем месте, ибо плохая освещенность может привести к различным видам травм.


2.3 Применение стандартных элементов


По ГОСТу выбираем стандартные элементы штампа.

Габаритные элементы матрицы определяем по таблице, исходя из размеров рабочей зоны: 80х40 – рабочая зона, 140х80 – габаритные размеры.

По ГОСТу 13125-83 принимаем обозначение блока 1004-4354 и его размеры: d=32мм; расстояние при нижнем положении верхней плиты Технология листовой штамповки, h=50мм, Технология листовой штамповки, А=160, Технология листовой штамповки. Обозначение плиты 1004-4354/001, обозначение заготовки 1022-4448, колонки 1030-6045, втулка 1032-2643.

По ГОСТу 13112-83 принимаем размеры заготовки: Н=50мм, h=25мм, А=160мм, Технология листовой штамповки, l=25мм, Технология листовой штамповки, r=45мм, Технология листовой штамповки.

По ГОСТу 13118-83 принимаем размеры колонок: D=32мм, L=160мм, l=8мм, R=3мм, Технология листовой штамповки, c=4мм..

По ГОСТу 13120-83 принимаем размеры втулки: d=32мм, Технология листовой штамповки, D=43мм,Технология листовой штамповки, L=100мм, l=40мм, Технология листовой штамповки, Технология листовой штамповки, Технология листовой штамповки.


Заключение


В данном курсовом проекте рассматриваются особенности холодной листовой штамповки, ее преимущества и недостатки, разработан технологический процесс изготовления детали - накладка, спроектирован штамп, в котором осуществляется первый переход операции гибки для изготовления заданной детали. Особенность данного курсового проекта в том, что был изготовлен малоотходный раскрой материала, который позволяет наиболее эффективно использовать материал.

Выполнение курсового проекта позволило систематизировать, закрепить и расширить теоретические знания, а также приобрести опыт самостоятельного решения вопросов, связанных с проектированием технологического процесса и конструированием рабочего инструмента для холодной листовой штамповки.

Список использованных источников


Рудман Л.И. Справочник конструктора штампов [Текст]/ Л.И. Рудман, В.Л. Марченко. – М.: Машиностроение, 1988 г.

Романовский В.П. Справочник по холодной листовой штамповки [Текст]/ В.П. Романовский. - Л.: Машиностроение, 1979 г.

Смеляков Е.П. Технология листовой штамповки в производстве летательных аппаратов [Текст]: метод. указания/ Е.П. Смеляков, Ю.В. Федотов, В.П. Самохвалов. - СГАУ, Самара, 2004. - 65 с.

Смеляков Е.П. Технология листовой штамповки в производстве летательных аппаратов [Текст]: метод. указания/ Е.П. Смеляков, П.Я. Пытьев. - СГАУ, Самара, 2002. - 65 с.

Смеляков Е.П. Основы конструирования штамповочной оснастки для изготовления листовой детали ЛА [Текст]: метод. указания/ Е.П. Смеляков, Ю.В. Федотов. - СГАУ, Самара, 2002. - 105 с.

ГОСТ 13125-83. Штампы для листовой штамповки. Блоки штампов с задним расположением направляющих узлов скольжения [Текст] – Введ. 1984-07-01. – М.: Издательство стандартов, 2001. - 18 с.

ГОСТ 13112-83. Штампы для листовой штамповки. Плиты-заготовки для штампов с задним расположением направляющих узлов. Конструкция и размеры [Текст] – Введ. 1984-07-01. – М.: Издательство стандартов, 2001. – 8 с.

ГОСТ 13118-83. Штампы для листовой штамповки. Втулки направляющие гладкие. Конструкция и размеры [Текст] – Введ. 1984-07-01. – М.: Издательство стандартов, 2001. – 11 с.

Похожие работы:

  1. • Технология листовой штамповки детали "Гайка ...
  2. • Технология листовой штамповки
  3. • Проектирование участка мелкой листовой штамповки
  4. • Разработка технологии и оснастки для изготовления ...
  5. • Устранение слабых сторон заводского технологического ...
  6. • Теория и технология холодной листовой штамповки
  7. • Технология конструкционных материалов
  8. • Создание маркетингового комплекса на предприятии в ...
  9. • Дизайн в автомобилестроение
  10. • Дизайн в автомобилестроение
  11. • Разработка технологического процесса листовой ...
  12. • Конвейеры. Ручная сварка. Холодная штамповка
  13. • Разработка технологического процесса обработки детали ...
  14. • Горячая и холодная штамповка
  15. •  ... и специальная технологическая оснастка для листовой штамповки
  16. • Высокопроизводительные методы обработки металлов давлением
  17. • Разработка технологии горячей объёмной штамповки детали цапфы ...
  18. • Технологические требования к конструкции штампованных деталей ...
  19. • Технология обработки конструкционных материалов
Рефетека ру refoteka@gmail.com