Курсовой проект. Тема: Технологическая подготовка к производству детали Шайба Стопорная. Курсовая работа2. В техническом отношении холодная штамповка позволяет

• Название: В техническом отношении холодная штамповка позволяет
• Анкор: Курсовой проект. Тема: Технологическая подготовка к производству детали Шайба Стопорная
• Дата: 11.02.2021
• Размер: 1.42 Mb.
• Имя файла: Курсовая работа2.docx
• Тип: Документы; #175661

Введение

Холодная штамповка является одним из наиболее прогрессивных технологических методов производства; она имеет ряд преимуществ перед другими видами обработки металлов как в техническом, так и в экономическом отношении.

В техническом отношении холодная штамповка позволяет:

1. Получать детали весьма сложных форм, изготовление которых другими методами обработки или невозможно, или затруднительно

2. Получать взаимозаменяемые детали с достаточно высокой точностью размеров, преимущественно без последующей механической обработки

3. Создавать прочные и жёсткие, но легкие по массе конструкции деталей при небольшом расходе материала

В экономическом плане штамповка обладает некоторыми преимуществами:

1. Экономное использование материала и сравнительно небольшие отходы.

2. Высокая производительность оборудования с применением автоматизации и механизации производства.

3. Низкой стоимостью и массовым выпуском.

4. Сравнительно низкой трудоёмкостью, порядком 10-12%



В авиационной промышленности штамповка занимает одно из ведущих мест. Из всех деталей летательных аппаратов 60 – 70% изготавливаются в штамповочно-заготовительных цехах. Также штамповка применяется и в других отраслях производства таких как приборостроение, автомобилестроение и другие.

Технологическая подготовка производства (ТПП) детали "Стопорная шайба" происходит в заготовительно-штамповочном цехе №2, который производит раскрой материала и последующую штамповку.

Для выполнения курсового проекта потребуется все необходимые комплекты государственных стандартов как: единая система конструкторской документации (ЕСКД) единая система технической документации (ЕСТД) для технически грамотного оформления чертежей и технологического процесса.

Цель курсовой работы: разработать технологическую подготовку производства (ТПП) детали "стопорная шайба" методом холодной листовой штамповки

Задачи для достижения цели: выполнить конструктивно-технологический анализ исходных данных, разработать технологический процесс изготовления детали; спроектировать оснастку; сформулировать инструкцию по охране труда.

1 Конструктивно – технологический анализ исходных данных

Стопорная шайба изготовлена из листового материала, деталь имеет круглую форму диаметром ø17 мм, с в внутренним фигурным отверстием диаметром ø10 мм со стопорным язычком.

Предназначена для контровки гайки пружинной тяги системы управления самолёта. Она предотвращает самопроизвольное раскручивание наконечника тяги из-за внешних воздействий (вибраций).

Используемый материал.

Сплав 12Х18Н10Т (нержавеющая, легированная, жаропрочная сталь). Поставляется в виде рулонов листового материала шириной 400мм.

Так как деталь используется в среде с высокой температурой до 600 градусов её подвергают пассивированию.

Использование в промышленности: детали, работающие до 600 °С. Сварные аппараты и сосуды, работающие в разбавленных растворах азотной, уксусной, фосфорной кислот, растворах щелочей и солей и другие детали, работающие под давлением при температуре от —196 до +600 °С, а при наличии агрессивных сред до +350 °С.



Рисунок 1- Шайба стопорная

Таблица № 1 - Химический состав стали 12Х18Н10Т

C Углерод	Si Кремний	Сu Медь	Mn Марганец	Ni Никель	Ti Титан	P Фосфор
≤ 0,12	≤ 0,8	≤ 0,3	≤ 2.0	≤ 9 - 11	≤ 1 - 1,5	≤ 0,35
Cr (Хром)	S (Сера)	Mo (Молибден)	V (Ванадий)	W (Вольфрам)	Fe (Железо)
≤ 17-19	≤ 0,020	≤ 0,5	≤ 0,2	≤ 0,2	Остальное

Сталь – это сплав железа с углеродом. С содержанием углерода от 0,02-2,14%, остальное железо. Так как содержание вредных примесей (фосфор, сера) в переделах ≤ 0,025% значит сталь высококачественная.

Сталь 12Х18Н10Т обладает высокой прочностью 147 МПа.

Механические свойства стали 12Х18Н10Т

Марка сталь 12Х18Н10Т от обычных конструкционных сталей отличается повышенным значением прочности и устойчивости к ударным нагрузкам. Также благодаря легирующим элементам и воронению эта сталь в значительной мере устойчива к коррозии и повышенной температуре. Её жаростойкость может достигать 650-750С. Ударная вязкость составляет 286МПа Износоустойчива. Твердость находится в пределах 179 МПа единиц по шкале Бринелля.

Анализ технических требований чертежа:

• 
  Конструкция и размеры шайб должны соответствовать указанным на чертеже;
  
• 
  Материал сталь 12Х18Н10Т,
  
• 
  Покрытие шайб из стали 12Х18Н10Т – Хим.пас, другие виды покрытия – по ОСТ 1 34530-80 шайбы должны иметь антикоррозионные покрытия, указанные в стандартах конструкции и размеров.
  

Вид покрытия выбирается конструктором, исходя из условий эксплуатации шайб.

Химическое пассивирование (хим.пас) - заключается в переводе поверхостного слоя металла в пассивное состояния путём электризации в ванне с электролитом.

Образовавшаяся плёнка оеспечивает замедление коррозии или даже полную её остановку.

2.Разработка технологического процесса изготовления детали "Стопорная шайба"
Перед началом работы слесарь обязан прочитать инструкцию по изготовлению и доводки деталей летательных аппаратов в цехе заготовительно-штамповочного производства ИОТ о 08-06.03.-15

После ознакомления со всеми необходимымы инструкциями можно приступать к изготовлению детали.

• 
  Сначала производится визуальный контроль материала на наличие материального клейма и красочной маркировки.
  

Также осуществляется контроль сечения материала по чертежу штангенциркулем ШЦ 1 (125 - 0,1), контроль размера листа и контроль состояния поверхности: риски, забоины и другие механические повреждения, входящие за допускаемые пределы.

• 
  После чего материал нарезается на полосы шириной 25 мм. на гильотинных ножницах НГЛ.
  
• 
  После нарезания и контроля полосы подают на штамповку заготовок деталей.
  
• 
  Штампуются заготовки детали на вырубном штампе.
  

Пробивается внутреннее отверстие и контур детали.

• 
  После идёт контроль заготовок и маркировка клеймом на бирке.
  
• 
  Далее после контроля идёт зачистка заусенцев по контуру.
  
• 
  После зачистки заусенцев идёт правка заготовок на правильной машине.
  
• 
  После правки, заготовки подаются на гибку в штампе.
  
• 
  Заготовки гнутся и после чего отправляются на хим.пасс.
  
• 
  После покрытия детали поддвергаются окончательному контролю, маркируются на бирке и отправляются в экспедицию.
  

Листовая штамповка

Листовая штамповка - один из видов холодной обработки давлением, при котором листовой материал деформируется в холодном или подогретом состоянии.

Листовой штамповкой изготавливаются разнообразные плоские и пространственные детали.

Основные преимущества листовой штамповки:

• 
  Возможность изготовления прочных легких и жестких тонкостенных деталей простой и сложной формы, получить которые другими способами невозможно или затруднительно;
  
• 
  Высокие точность размеров и качество поверхности, позволяющие сократить механическую обработку до минимума;
  
• 
  Сравнительная простота механизации и автоматизации процессов штамповки, обеспечивающая высокую производительность;
  
• 
  Хорошая приспособляемость к масштабам производства, при которой листовая штамповка может быть экономически выгодна и в массовом, и в мелкосерийном производствах.
  

Холодная листовая штамповка заключается в выполнении в определенной последовательности разделительных и формоизменяющих операций, посредством которых исходным заготовкам придают форму и размеры детали.

Операцией листовой штамповки называется процесс пластической деформации, обеспечивающий характерное изменение формы определенного участка заготовки.

Различают разделительные операции, в которых этап пластического деформирования завершается разрушением, и формообразующие операции, в которых заготовка не должна разрушаться в процессе деформирования. При проектировании технологического процесса изготовления деталей листовой штамповкой основной задачей является выбор наиболее рациональных операций и последовательности их применения, позволяющих получить детали с заданными эксплуатационными свойствами при минимальной себестоимости.

Все операции выполняются при помощи специальных инструментов – штампов, которые имеют различные конструкции в зависимости от назначения. Штампы состоят из рабочих элементов – матрицы и пуансона, и вспомогательных частей – прижимов, направляющих, ограничителей и т.д. Пуансон вдавливается в деформируемый металл или охватывается им, а матрица охватывает изменяющую форму заготовку и пуансон.

Разделительные операции предназначены или для получения заготовки из листа или ленты, или для отделения одной части заготовки от другой. Операции могут выполняться по замкнутому или по незамкнутому контуру.

Отделение одной части заготовки от другой осуществляется относительным смещением этих частей в направлении, перпендикулярном к плоскости заготовки. Это смещение вначале характеризуется пластическим деформированием, а завершается разрушением.



Фиг.1 Штангенциркуль ШЦ 1 (125 - 0,1)



Рмсунок 2 - Гильотинные ножницы (НГЛ)



Рисунок 3 - Кривошипный пресс



Рисунок 4 - Преес с установленными защитными щитками


5 Схема вырубки

1 - Пуансон 2 - Матрица 3 - Деталь

После контроля производится смывка маркировки, при смытии маркировки используется ветошь, смывают специальным раствором в ванне.
Материал подается на гильотинные ножницы, в нашем случае MG-3100/6.35, они предназначены для раскроя металла. С помощью ножниц нарезаем полосы 25*400, после того как нарезали полосы убираем отходы в спец.урну.

Как только нарезали полосы нужно поставить материальное клеймо, для этого нужна нам металлическая плита, клеймо и молоток ГОСТ - 2310-77.

Отправляются нарезанные полосы на ПВШ 6520/5003 (Последовательно вырубной штамп) вырубается заготовка диаметром ø 17 мм, и фигурное отверстие ø 10 мм, после этого убираются отходы в контейнер 63/2874-НП, с помощью щетки.

Проводится контроль вырубки, для этого используется штангенциркуль ШЦ-1 125 0,1 ГОСТ 166-89

После контроля вырубки деталь отправляется к слесарю который при помощи надфиля снимет заусенцы с вырубленных заготовок.

Следующим шагом необходимо деталь согнуть, гибка будет производиться на ГБШ (Гибочный Штамп), будем использовать пинцет 6383-0020-41 он нужен для того, чтобы не повредить руки.

После того как произвели гибку, нужно проконтролировать её качество, а именно угол и радиус гиба.

Следующим шагом является то, что детали отправляются в другой цех на покрытие - хим.пас.
Деталь, подвергаемая хим.пасу, проходит через следующие шаги:

• 
  Очистка для удаления сильных загрязнений
  
• 
  Тонкая очистка, удаления следов загрязнений
  
• 
  Предварительная подготовка
  
• 
  Помещение в ванну с насыщенным раствором и выравнивание температуры
  
• 
  Подключение электротока согласно режиму.
  
• 
  Выдержка в растворе необходимое время.
  

После покрытия деталь возвращается в цех, производиться маркировка на бирке.



Производиться окончательный контроль в нем проверяется размеры детали по чертежу: габариты, радиуса гиба, отверстия, а также проверяется деталь на отсутствие дефектов: царапины, риски, заусенцы, острые кромки. Контроль производится с помощью инструментов: Штангенциркуль ШЦ-1-125-0,1 ГОСТ 166-89; радиусомер ТУ2-034-228-87; лупа ЛП ГОСТ 25706-83
После окончательного контроля клеймят на бирке и транспортируют в таре в экспедицию.



3.Проектирование технологической оснастки
Годовая программа выпуска составляет - 5 000 изделий.
Процесс изготовления штампов для холодной штамповки состоит из следующих этапов:

• 
  Получения заготовок;
  
• 
  Механической обработки заготовок;
  
• 
  Слесарной обработки деталей штампов (матриц, пуансонов, пуансонодержателей, съемников);
  
• 
  Термической обработки деталей штампов;
  
• 
  Механического шлифования после термической обработки;
  
• 
  Ручного шлифования и доводки рабочих деталей;
  
• 
  Сборки, испытания и отладки штампов.
  

Операции 3, 6 и 7 выполняются слесарями по штампам. Слесари принимают участие и в механической обработке, выполняя разметочные и промежуточные слесарные работы, а в некоторых случаях – несложные станочные работы.

Штампы различаются по технологическому признаку, конструктивному оформлению, по способу подачи заготовок и удалению отходов.

По технологическому признаку штампы разделяются на две группы: штампы для разделительных операций и штампы для формоизменяющих операций.

К первой группе относятся штампы для отрезания, вырубки, пробивки, надрезания, обрезания, зачистки, ко второй - штампы для гибки, формовки, вытяжки, объемной штамповки и некоторых других операций.

Кроме того к технологическому признаку классификации штампов относится степень совмещенности операций: штампы однооперационные и многооперационные (комбинированные). Комбинированные штампы могут быть подразделены на штампы совмещенного действия и на штампы последовательного действия.

По конструктивному оформлению различают штампы без направляющих устройств и с направляющими колонками (блочные штампы).

По способу подачи заготовок штампы могут быть разделены на штампы с ручной подачей и с автоматической.

По способу удаления отштампованных деталей - на штампы с провалом через окно в матрице, с выталкиванием детали в верхнюю часть штампа и удалением ее жестким выталкивателем, сдуванием сжатым воздухом или удалением вручную.

Конструкцию штампа выбирают соответственно типу производства, в котором он будет использоваться, мелкосерийном, крупносерийном или массовом. Штампы должны удовлетворять следующим требованиям:

• 
  Точность и качество штампуемых деталей должны соответствовать чертежу и техническим условиям;
  
• 
  Рабочие части штампа должны обладать достаточной прочностью, эксплуатационной стойкостью и возможность легкой и быстрой замены изношенных деталей;
  
• 
  Штамп должен обеспечивать требуемую производительность, удобство обслуживания, безопасность работы и надежность закрепления его на прессе;
  
• 
  В конструкции штампа в основном должны быть использованы стандартные и нормализованные детали; количество специальных деталей должно быть минимальным;
  
• 
  Отходы при штамповке должны быть минимальными.
  

Части штампов соответственно их назначению можно разделить на следующие основные группы:

• 
  Рабочие – образующие форму детали (пуансоны, матрицы и их секции);
  
• 
  Корпусные – связывающие детали штампа между собой и с прессом (нижняя и верхняя плиты, хвостовики);
  
• 
  Направляющие – для направления движения верхней части штампа по отношению к нижней во время работы (колонки, втулки);
  
• 
  Подающие - для подачи материала или заготовок на позицию штамповки;
  
• 
  Установочно-фиксирующие - создающие правильное положение материала или заготовки в штампе и удерживающие их во время выполнения операции;
  
• 
  Съемно-удаляющие - снимающие и удаляющие заготовки и отходы штамповки после выполнения операции (съемники, выталкиватели);
  
• 
  Крепежные – для соединения и скрепления отдельных частей или деталей штампа (пуансонодержатели, держатели и обоймы матриц, все крепежные детали).
  

Последовательно вырубной штамп состоит из верхней и нижней части. Верхняя часть состоит из плиты с хвостовиком и пуансонодержателем и шаговым ножом. Пуансоны крепятся к верхней плите путём прижатия их прокладкой из углеродистой стали.

Низ штампа состоит из нижней плиты и матрицы. К нижней плите крепятся направляющая планка которая также является съёмником для ограничения полосы, для точности фиксации используются винты и штифты.

Пуансоны, матрицы, колонки и шаговый нож подвергаются термообработке и обрабатываются с высокой точностью согласно чертежу.
Гибочный штамп предназначен для формообразования (гибки) вырубленной детали. Он отличается от ПВШ, тем что у него отсутствует шаговый нож. Нижние и верхние плиты изготавливаются из стали 20, а пуансон и матрица из У8А.

Штампы должны обеспечивать высокую стойкость рабочих частей, а также удобство и безопасность работы.

Расчёт количества деталей в полосе
Количество деталей с полосы рассчитывается по формуле:

N_дет = ДП / b, где: (1)

N_дет – количество деталей с одной полосы (шт);

ДП – длина полосы (мм).

b - размер детали с учётом допуска (мм)

b = h*(2n), где

h - ширина детали (мм)

2n - допуск (мм)

b = 17 + (2 * 2) = 21

N_дет = 400 / 21 = 19
При выборе раскроя полосы следует учитывать возможность последующей гибки вырубленной (отрезанной) заготовки и располагать её на полосе таким образом, чтобы линии сгиба размещались перпендикулярно направлению волокон прокатки или под некоторым углом. Раскрой должен обеспечивать высокое качество деталей, высокую производительность (низкую трудоёмкость).

Рисунок.1 «Раскрой полосы»
Для самолетостроения характерна высокая стоимость материалов, что также влияет на выбор способа раскроя. При изготовлении мелких деталей из листа эта стоимость составляет в среднем 70 – 80% от стоимости детали. Поэтому при выборе способа раскроя основным критерием качества техпроцесса является коэффициент использования материала (КИМ).

КИМ полосы находится по формуле:
(2)
КИМ – коэффициент использование материала для полосы.

где, Sb - суммарная площадь штампуемых деталей (мм2)

Sз - площадь полосы
Sb = 1014,22

Sз = 10 000

КИМполос = 10,14 %
Основной способ получения малогабаритных плоских деталей самолета из листа при больших масштабах их производства – вырубка в штампах. При вырубке в штампах процесс отделения детали от листа заготовки не является чистым сдвигом, а сопровождается деформацией изгиба, увеличивающей необходимое усилие. Для определения усилия вырубки учитываются все факторы, увеличивающие усилие.

Усилие вырубки рассчитывается по формуле:

Р_в=1,25 * L_{контур *} S _* σ_проч , (3)

где Р – усилие вырубки (тс);

∂_проч – предел прочности (кгс/мм²);

S – толщина металла (мм);

L_контур – периметр вырубаемого контура (мм);

1,25 – коэффициент, учитывающий притупление штампа, неравномерность толщины листа, неоднородность механических качеств материала заготовки.

∂_{ПРОЧНОСТИ} = 46 (кгс/мм²); S = 0,8 (мм)

Периметр внешнего радиуса:

L_внешн = 2 * 3,14 * 17/2 = 53,38 (мм) (4)

Периметр внутреннего отверстия

L_внутр = 2 * 3,14 * 5 = 31,4 --- L= 31,4 -3 + 9 = 37,4 (мм) (5)

Усилие вырубки отверстия:

Р_в = 1,25 * 37,4 * 0,8 * 46 = 1720,4 1,7 (тс)

Усилие вырубки контура:

Р_в =1,25 * 53,38 * 0,8 * 46 * = 2455,48 2,5 (тс)

Общее усилие вырубки:

Р_в = 5,4 (тс)

По результатам расчетов выбираем пресс КД-2118

Обычно при выборе пресса расчетное усилие точно не соответствует номинальному размеру, поэтому пресс выбирают с большим усилием. Применение более сильного пресса обеспечивает повышенную жесткость и уменьшает пружинение станины.

Гибка листового металла осуществляется за счет упругой деформации. Слои металла внутри угла изгиба сжимаются и укорачиваются в продольном и растягиваются в поперечном направлении. А слои с внешней стороны угла наоборот растягиваются и ужимаются. Поэтому есть ограничения на гибку с большим отношением сечения к ширине полосы.
Расчёт усилия гибки:

Р_гиб = 1,25 * σв * L * S * K (6)

Р_гиб = 1,25 * 54 * 3 * 0,8 * 0,28 = 45,36 (кгс) (7)

4 Инструкция по охране труда для штамповщика при работе на прессах.

К самостоятельной работе в качестве штамповщика при работе на прессах допускаются лица не моложе 18 лет

Штамповщик при работе на прессах обязан:

• 
  Соблюдать правила внутреннего трудового распорядка, установленные на предприятии.
  
• 
  Соблюдать требования безопасности при работе на прессах;
  

Штамповщик при работе на прессах должен:

• 
  Уметь оказывать первую ( доврачебную ) помощь пострадавшему при несчастном случае;
  
• 
  Выполнять только порученную работу и не передавать ее другим без разрешения мастера или начальника цеха;
  
• 
  Во время работы быть внимательным, не отвлекаться и не отвлекать других, не допускать на рабочее место лиц, не имеющих отношения к работе;
  
• 
  Содержать рабочее место в чистоте и порядке.
  

При обнаружении неисправности оборудования, приспособлений, инструментов и других недостатках или опасностях на рабочем месте немедленно сообщить мастеру или начальнику цеха, приступить к работе можно только с их разрешения после устранения всех недостатков.

При обнаружении загорания или в случае пожара:

• 
  Отключить оборудование;
  
• 
  Сообщить в пожарную охрану и администрации;
  
• 
  Приступить к тушению пожара имеющимися в цехе первичными средствами пожаротушения в соответствии с инструкцией по пожарной безопасности. При угрозе жизни- покинуть помещение.
  

При несчастном случае оказать пострадавшему первую ( доврачебную ) помощь, немедленно сообщить о случившемся мастеру или начальнику цеха, принять меры к сохранению обстановки происшествия ( состояние оборудования ), если это не создает опасности для окружающих.

Перед началом работы штамповщик при работе на прессах должен надеть полагающую по нормам исправную спецодежду и спецобувь, привести ее в порядок, застегнуть на пуговицы обшлага рукавов.

Проверить свое рабочее место, оно должно быть равномерно освещено (без бликов), не загромождено посторонними предметами.

Обеспечить надежность крепления штампов и в процессе работы вести периодический контроль за их креплением.

Проверить наличие вокруг рабочего места защитных ограждений.

Наличие предохранительных устройств.Проверить исправность инструмента и приспособлений:

• 
  Рукоятка ударного инструмента ( молотка ) должна иметь овальную форму в поперечном сечении и быть прямой;
  
• 
  Поверхность бойка молотка должна быть выпуклой, гладкой нескошенной, без заусенцев
  
• 
  Инструмент ударного действия ( зубило, бородки) должны иметь гладкую затылочную часть без трещин, заусенцев, наклепа и скосов.
  
• 
  Гаечные ключи должны соответствовать размерам болтов и гаек, зевы гаечных ключей должны иметь строго параллельные губки, расстояние между которыми должно соответствовать стандартному размеру обозначенному на ключе;
  
• 
  Торцовые и накидные ключи не должны смещаться в соединенных подвижных частях.
  

При выполнении работ на прессах должен осуществляться регулярный контроль за надежностью крепления штампов.

Наладку штампа проводить на холостых ходах пресса в режиме «Наладка»

Необходимо применять меры, предотвращающие попадание жидкости на нагревательный бак.

Если электрооборудование неисправно, вызвать электромонтера.

При возникновении аварийной ситуации штамповщик обязан прекратить работу, немедленно сообщить о случившемся мастеру и далее выполнять его указания по предупреждению несчастных случаев или устранение аварийной ситуации.

Заключение:

В данной курсовой работе была разработана технологическая подготовка производства детали «Стопорная шайба», были приведены расчеты усилия гибки, усилия вырубки, был рассчитан коэффициент использования материала (КИМ) , была разработана техника безопасности при выполнении работ. Так же были разработаны тех.процесс и остнастка.

Список информационных источников

• 
  В.П Романовский – справочник по холодной штамповке 1979. - 520стр.
  
• 
  Фатькин Ф.М - Штамповка цветных металлов и сплавов 1952. - 200стр.
  
• 
  А.И Грошиков, В.А Малафеев - заготовительно-штамповочные работы в самолетостроении 1976. - 439стр.
  
• 
  В. А Беляев- холодная листовая штамповка 2008. - 138стр.
  
• 
  Холодная штамповка Шухов Ю.Ф Еленев С.А 1981. - 252стр.
  
• 
  https://vunivere.ru
  
• 
  https://www.nerjstal.HYPERLINK "https://www.nerjstal.ru/markistali/66-otechestvennye/247-12x18h10t/"ru/markistali/66-otechestvennye/247-12x18h10t/
  
• 
  И. О Тарабарин, А.П Абызов, В.Б Ступко – Проектирование технологической оснастки 2013. - 304стр.