ИНСТРУМЕНТ И ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ХОЛОДНОЙ ЛИСТОВОЙ ШТАМПОВКИ

Брянский Государственный Технический Университет

Лабораторная работа №4

«ТЕХНОЛОГИЯ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

ПРОИЗВОДСТВО ЗАГОТОВОК ХОЛОДНОЙ ЛИСТОВОЙ ШТАМПОВКИ»

Выполнил:

Студент гр. 12-СиМ

О.И. Бутрим

Преподаватель:

Е. А. Памфилов

Брянск 2012

ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ РАБОТЫ

Работа проводится в целях изучения технологического метода по­лучения заготовок и изделий холодной листовой штамповкой. Задачами работы являются:

1. Изучение базовых технологических операций листовой штампов­ки.

2. Изучение конструкции штампа для получения детали типа 'кол­пачок" способом холодной листовой штамповки.

3. Освоение методики расчета элементов штампа и усилий дефор­мации при штамповке детали типа "колпачок" из углеродистых сталей.

Продолжительность работы - 2 часа. Расчетная часть работы вы­полняется подгруппами по 3-4 человека (табл.2). Практическая часть работы, штамповка детали типа "колпачок" выполняется учебным масте­ром в соответствии с рабочей инструкцией.

ВИДЫ ХОЛОДНОЙ ШТАМПОВКИ

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. К холодной объемной штамповке относят следую­щие технологические процессы? холодное выдавливание, холодная вы­садка, холодная формовка.

Холодной листовой штамповкой изго­тавливают пространственные детали из плоских заготовок: листа, по­лосы, ленты толщиной до 10 мм. Размерный диапазон изделий чрезвы­чайно широк: от нескольких миллиметров (детали механических часов) до десятков метров (детали самолетов и ракет).

Главной технологической особенностью процессов холодной листо­вой штамповки является высокий уровень плас­тических свойств обрабатываемых сплавов: низкоуглеродистых сталей, пластичных легированных сталей, латуней, алюминиевых деформируемых сплавов, титана и др.

ОПЕРАЦИИ ХОЛОДНОЙ ЛИТОВОЙ ШТАМПОВКИ

Различают две группы операций холодной листовой штамповки.

Разделительные операции связаны с пред­варительной разделкой листа, полосы или ленты на технологически не­обходимые мерные заготовки.

Формообразующие операции определяют способы деформации мерной плоской заготовки, обеспечивающие получе­ние требуемой конфигурации.

К разделительным опреациям относятся:

1. Отрезка - отделение части плоской заготовки по незамкнутому контуру. Выполняется на разрезных механических ножницах или отрез­ных (обрубных) штампах.

2. Вырубка - отделение части заготовки по замкнутому контуру. Выполняется на вырубных штампах.

3. Пробивка - получение отверстий, полостей в штампуемом изде­лии.

4. Надрезка - неполное отделение части заготовки по незамкнуто­му контуру.

К формообразующим операциям относятся:

1. Гибка - операция, изменяющая кривизну заготовки практичес­ки без изменения её линейных размеров (рис. 1а). Минимальный радиус округления пуансона.

Rn=(0.25-0.3)S

где S - толщина листа, мм.

2. Вытяжка без утонения стенки - превращение плоской заготов­ки в полое пространственное изделие при уменьшении периметра вытяги­ваемой заготовки при постоянстве исходной толщины листа (рис. 1б).

Для предотвращения складок на фланце изделия применяют прижим заготовки. Диаметр заготовки d₃ выбирают из условия:

(d₃ -d)>(18…20)S ,

где d - наружный диаметр вытягиваемого изделия, мм„

Радиусы округления пуансона и матрицы в штампах для выполнения данной операции должны назначаться из условия:

Rn=(4…6)S , Rm=(5…10)S

Зазор между матрицей и пуансоном Z определяется из соотноше­ния:

Z = (1,1...1,3)S.

3. Вытяжка с утонением стенки - увеличение длины полой заго­товки в основном за счет уменьшения толщины стенки (рис. 1в). При этом зазор между пуансоном должен быть Z=S/(1,5...2).

4. Отбортовка - получение бортов (горловин) путем вдавлива­ния центральной части плоской заготовки с предварительно пробитым отверстием в матрицу (рис. 1г). Увеличение диаметра отверстия может возрастать в 1,2...1,8 раза.

5. Обжим - операция уменьшения диаметра краевой части полой заготовки в результате вдавливания её в сужающуюся полость матрицы (рис.1д). При этом достигается уменьшение диаметра горловины изде­лия на 20...30 %.

6. Формовка - операция изменения формы заготовки в результате растяжения отдельных её участков при уменьшении толщины листа на этих участках (рис.1е). Данной операцией получают ребра жесткости, выступы и т.п.

ИНСТРУМЕНТ И ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ХОЛОДНОЙ ЛИСТОВОЙ ШТАМПОВКИ

Перечисленные операции выполняются специальным инструментом -штампом (рис.3). Любой штамп состоит из двух важнейших элементов -матрицы и пуансона. Матрица 1 неподвижна и имеет внутреннюю формообразую 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.

При проведении лабораторной работы получают из листовой стали деталь типа "колпачок" (рис.2). 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.3) и производят контрольные замеры размеров S, D, h, d (рис.2).

Рис. 3. Схема получения детали «Колпачок» методом холодной листовой штамповки

Для штамповки изделий "колпачок" необходимо произвести расчет элементов штампа и усилий при штамповке. Поэтому необходимо рассчи­тать:

а) диаметр круглой заготовки для вытяжки d₃ , мм;

d₃= (1.8…2.1)d,

б) усилие вырубки заготовки Р_в , Н;

Р_в= πd₃Sσ_в

где σ_в - временное сопротивление материала разрушению при растя­жении (предел прочности), МПа (табл. 2);

в) усилие вытяжки Р , Н;

P=0.6πS(d₃-d) σ_в

г) радиусы округлений оправки R_м , пуансона R_n и зазор между оправкой и пуансоном Z, мм, (см.с.4);

д) внутренний диаметр пуансона d_n

d_n= D+2Z

Необходимые данные для расчетов приведены в табл.1 (с.5) и 2.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: