ргр по ткм. Лаба № 3 ргр2. Изготовление заготовок холодной листовой штамповкой
 Скачать 0.93 Mb.
|
 Кафедра «Триботехническое материаловедение и технологии материалов» РАЗЧЁТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА По дисциплине «ТЕХНОЛОГИЯ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ» На тему: «ИЗГОТОВЛЕНИЕ ЗАГОТОВОК ХОЛОДНОЙ ЛИСТОВОЙ ШТАМПОВКОЙ» Выполнил: Студент группы: О-22-МАШ-отсп-Б Демиденко Александр Сергеевич Зач.кн.№ 22.1135 Проверил к.т.н.доцент Грядунов С.С Брянск 2022 Задание на расчётно-графическую работу Студенту Демиденко Александру Сергеевичу Группы О-22-МАШ-отсп-Б Вариант 5 Натуральный диаметр изделия - 30мм Толщина - 0.8 мм Высот - 16мм Материал - сталь Содержание Введение 1. Операции холодной листовой штамповки…………………………..…....…5 1.1.Разделительные операции холодной листовой штамповки ……………………………………….……………………………………......…..5 1.2.Формоизменяющие операции холодной листовой штамповки……………………………………………………...……….……......6 2. Инструменты и оборудование для холодной листовой штамповки……………………………...….……………………………….….....7 3. Расчет элементов заготовки……………………………………………...…...8 3.1.Расчет диаметра заготовки ..………….………………………………...…..9 3.2. Определение номинальных размеров рабочих частей вырубного штампа…………………………………….……………………………………....9 3.3.Определение усилий вырубки…………………………………….…...…..10 3.4. Определение номинальных размеров рабочих частей вытяжного штампа…………………………………………………………………………....11 3.5.Определение усилий вытяжки……………………………………..……....11 4. Заклюцение……………………………………………………………...…….12 5. Список литературы……………………………………………………...…....13 Приложение……………………………………….…………………………….. ВВЕДЕНИЕ машиностроении большое применение находят различные способы обработки металлов давлением, посредством которых достигается возможность получения деталей без дальнейшей механической обработки или с минимальной обработкой, при этом улучшаются механические свойства металла, сокращаются отходы, увеличивается производительность. Осуществляется обработка давлением посредством удара или приложения статистического давления, создающего напряжение, превышающее предел текучести металла. В результате этого происходят изменения внешней формы металла, его внутреннего строения и механических свойств, приводящее к его деформационному упрочнению. результате холодной деформации прочностные характеристики и твердость с увеличением степени деформации возрастают, а пластические свойства резко уменьшаются. Деформационное упрочнение, получаемое металлом при холодной обработке давлением, позволяет увеличить эксплуатационные нагрузки на детали, изготовленные из этого материала. 1.Операции холодной листовой штамповки Листовая штамповка – это метод изготовления плоских и объёмных полых изделий из листового материала путем пластического деформирования. В зависимости от толщины деформируемых заготовок применяют холодную или горячую штамповку. Тонкие листовые металлы (толщиной до 10 мм) подвергаются холодной листовой штамповке, заготовки с большей толщиной проходят горячую штамповку. При горячей деформации сопротивление металла деформированию примерно в 10 раз меньше, а его пластичность заметно выше, чем при холодной пластической деформации. При холодной пластической деформации металла возникает наклёп. Наклёп – это упрочнение металла с одновременным снижением его пластичности. Наклёп появляется только при холодной деформации, при горячем деформировании он отсутствует. При необходимости, наклёп может быть устранён последующим отжигом. В данной работе рассматривается холодная обработка давлением. Холодной обработке давлением подвергаются листовые и полосовые заготовки из низкоуглеродистой стали и из цветных сплавов с максимальной толщиной до 10 мм с целью получения деталей сложной конструкции. Листы и полосы, используемые для холодной листовой штамповки, являются продукцией прокатного производства. Холодная штамповка - это технологический метод получения детали без её предварительного нагрева за счет пластической деформации всего объема заготовки, либо отдельных её частей. Холодная штамповка подразделяется на объемную и листовую. Объемной штамповкой изготавливают пространственные детали сложных форм с высокой размерной точностью и шероховатостью поверхности. Холодной листовой штамповкой называют способ изготовления с помощью специального оборудования плоских и объемных изделий из листов, полос, лент. Главной технологической особенностью процессов холодной листовой ш  тамповки является высокий уровень пластическихсвойств обрабатываемых сплавов: низкоуглеродистых сталей, пластичных легированных сталей, латуней, алюминиевых деформируемых сплавов, титана и др. 1.1. Разделительные операции холодной листовой штамповки Пробивка – образование отверстий в листовом материале, осуществляется по замкнутому контуру, где отделяемая часть металла идет в отход. Вырубка – оформление наружного контура деталей. Осуществляется по замкнутому контуру, где отделяемая часть является готовым изделием.
1.2. Формоизменяющие операции холодной листовой штамповки
 ибка – придание заготовке необходимой кривизны без изменения ее линейных размеров. При гибке в месте изгиба слои заготовки, прилегающие к пуансону, сжимаются, а противоположные растягиваются, средний слой не деформируется (рис. 2). Толщина заготовки в зоне изгиба уменьшается. Вытяжка – процесс образования полой детали из плоской листовой заготовки. Вытяжкой получают полые изделия (колпачки, гильзы, стаканы и. т.д.) (рис. 3). 
Обжим (рис. 4, б) – операция уменьшения периметра поперечного сечения концевой части полой заготовки в результате заталкивания ее в сужающееся отверстие матрицы. В месте деформации толщина стенки изделия несколько увеличивается. Формовка (рис. 4, в) – операция, изменяющая форму заготовки посредством деформации отдельных участков заготовки без изменения толщины материала. Формовкой получают на заготовке местные выступы, ребра жесткости. Иногда при формовке вместо металлического пуансона применяют резиновую подушку. 2. ИНСТРУМЕНТ И ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ХОЛОДНОЙ ЛИСТОВОЙ ШТАМПОВКИ Перечисленные операции выполняются специальным инструментом - штампом (рис.5). Любой штамп состоит из двух важнейших элементов -матрицы и пуансона. Матрица 1 неподвижна и имеет внутреннюю формообразующую поверхность, конфигурация которой соответствует конфигурации детали. Пуансон 2 передает деформирующее усилие от пресса на за заготовку и при перемещении деформирует её на рабочей поверхности матрицы. В  штампе возможно конструктивное совмещение нескольких операций. Такие штампы называются многооперационными.Базовым оборудованием холодной листовой штамповки являются механические кривошипно-шатунные или гидравлические пресса. П Рис. 5. Схема получения детали «Колпачок» методом холодной листовой штамповки ри проведении лабораторной работы получают из листовой стали деталь типа "колпачок" (рис.6). Для этой цели используют гидравлический пресс с максимальным усилием прессования 1 МН (10,0 т) (рис.3). На матрицу штампа кладут стальной лист и включают механизм движения штока гидроцилиндра. Пуансон входит в матрицу, деформируя заготовку, и последовательно осуществляет операции вырубки и вытяжки без утонения стенки. Формирование внутренней поверхности "колпачка" происходит на цилиндрической оправке 4, запрессованной в корпус штампа. По окончании работы шток перемещается вверх и пресс выключают. С оправки внимают полученное изделие 5 (рис. 5) и производят контрольные замеры размеров S, D, h, d (рис.6). 3. РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ ШТАМПА  Для штамповки изделий "колпачок" необходимо произвести расчет элементов штампа и усилий при штамповке.
3.1. Расчёт диаметра заготовки По методу равенства поверхностей площади готовой детали и исходной заготовки должны быть равны. Отсюда диаметр плоской заготовки Dз рассчитывается по формуле: (1)  , Здесь h – высота изделия; d – внутренний диаметр цилиндра; S – толщина листового металла; dср = d + S –средний диаметр цилиндра,мм; h –припуск на подрезку верхнего края цилиндра, мм. Величина припуска h зависит от вида деформируемого материала, формы и высоты изделия и определяется по табл. 2. Величина припуска h, мм Таблица 2  dср=30+0,8=30,8mmDз^2=30,2^2+43·0,8(16+1,1) =55,3 mm 3.2. Определение номинальных размеров рабочих частей вырубного штампа Расчётная схема и эскиз сборочного чертежа вырубного штампа показаны на рис. 7 и 8 соответственно. Рассчитываем диаметр круглой заготовки для вытяжки, усилие вырубки, усилие вытяжки, радиусы округлений оправки, пуансона, зазор между оправкой и пуансонам, и внутренний диаметр пуансона. 
Необходимо определить размеры диаметров пуансона Dп и матрицы Dм. При вырубке наружного контура диаметр отверстия в матрице принимается равным диаметру заготовки, тогда Dм = Dз. Диаметр пуансона уменьшается на величину зазора: Dп = Dм – 2 · Z, Dп=55,3-2·0,8=53,7mm где Z – односторонний зазор между матрицей и пуансоном, мм. 3.3. Определение усилий вырубки Расчётное усилие вырубки Pв определяется по формуле в ньютонах:  , Pв=3,14·55,3·0,8·320=44452,3H где τср – предел прочности металла на срез, МПа. Для низкоуглеродистой стали τср ≈320 МПа. Действительное усилие вырубки Pд определяется в ньютонах в зависимости от показаний манометра гидравлического пресса, на котором производится вырубка:  , Pð=2,5·3,14·64·15=7536H где Dпл – диаметр плунжера гидравлического пресса, см Расчётное значение коэффициента вытяжки K K = d/Dз, K=55,3/30=1,84 3.4. Определение номинальных размеров рабочих частей вытяжного штампа Расчётная схема при внутреннем диаметре d диаметр пуансона dп принимают равным величине d, т. е. dп= d. Тогда диаметр матрицы dм должен быть больше диаметра пуансона на удвоенную величину одностороннего зазора между матрицей и пуансоном: dм= dп+ 2. m m=0,8+0,8·0,3=1,04mm dм=30+2·1,24=32,08mm где m – величина одностороннего зазора между матрицей и пуансоном. 3.5. Определение усилий вытяжки Расчётное усилие вытяжки зависит от механических свойств деформируемого металла и его толщины, размеров изделия, коэффициента вытяжки и коэффициента трения между заготовкой и материалом штампа. Для практических расчетов при определении усилия вытяжки пользуются эмпирической формулой Pв =π . dп . S . σв . k, Pв=3,14·30·0,8·400·1,25=37680mm где k – коэффициент, учитывающий дополнительное усилие, необходимое для проталкивания деформируемой заготовки через матрицу (k = 1,25); σв – предел прочности деформируемого металла на растяжение, МПа. Для низкоуглеродистой стали σв 400 МПа. Заключение При выполнении расчётно-графической работы , исходя из задания на работу и справочных материалов, были рассчитаны следующие показатели: диаметр зоготовки, усилие прижим, площадь заготовки, диаметр пуасона, усилие вырубки, коэффициент вытяжки, а так же предостравлены чертёжи «Колпачок» и «Схема штамповки». СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 1. Технология конструкционных материалов: Учебник для студентов машиностроительных специальностей вузов / А.М. Дальский, Т.М. Барсукова, Л.Н. Бухаркин и др.; Под общей редакцией А.М. Дальского – 5-е изд., исправленное - М.: Машиностроение, 2004. -512 с.: ил. 2. Технология конструкционных материалов / А.Г. Схиртладзе [и др.] – Старый Оскол: ООО «ТНТ», 2006. – 360 с. 3. Афанасьев, А.А. Технология конструкционных материалов: учеб. для вузов. - Старый Оскол: ТНТ, 2016. - 655 с. |