Разработка технологического процесса изготовления детали

 

Кафедра Машиностроительные технологии

и металлургическое оборудование

 

 

 

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

РАСЧЁТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

 

 

 

 

                  По дисциплине Технология листовой штамповки

На  тему: Разработка технологического процесса изготовления детали

 

 

 

 

 

    Исполнитель: 

                                                     (Ф.И.О.)

     

  Руководитель:                              (Ф.И.О. должность,уч.степень,уч.звание)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

       Работа допущена к защите «     »_______________ 2012 г. ________

                                                                                                             (подпись)

       Работа защищена «___» __________2012 г. с оценкой ________    ____________

                                                                                                       (оценка)                (подпись)

                                      

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Кафедра: Машиностроительные технологии

и металлургическое оборудование

 

 

 

Задание на курсовой проект

Тема: «Разработка технологического процесса изготовления детали холодной штамповкой»

  Студенту:

Разработать технологию процесса изготовления детали.

                       

Рисунок 2.3 – Вилка

 

 

 

Срок сдачи: «       »__________2012г.            

Руководитель :_____________/ ___________________________

                             (подпись)               (расшифровка подписи)                                                

 

Задание получил: _____________/ ___________________________

                                   (подпись)              (расшифровка подписи)             

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание

Введение.

1.Разработка технологии изготовления

                1.1 Выбор марки стали и ее характеристика;

1.2 Определение формы и размеров  заготовок;

1.3 Вырубка  заготовок и пробивка отверстий;

               1.4 Гибка вилки

      2. Описание прессового оборудования.

               2.1 Ножницы кривошипные листовые;

     2.2 Однокривошипный открытый пресс простого действия КД 2126;

       3. Выбор операций  и расчет технологических параметров.

               3.1 Раскрой листового материала,  определение размеров  заготовки   

                       и  выбор размеров листа;

                3.2 Определение возможности совмещения  разделительных 

                     Операций;

         4. Определение исполнительных размеров матриц и пуансонов.

              Выбор штамповой оснастки.

                 4.1 Определение исполнительных размеров  разделительных 

                       штампов;

     5. Список использованной  литературы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Целью данного курсового проекта  является разработка технологического процесса производства заготовки для  детали. Наилучшим решением для этого  является применение листовой штамповки. Листовая штамповка – один из способов ОМД, при котором металл пластически деформируется в холодном состоянии, при помощи штампов.

Исходным материалом для листовой штамповки служит металлопрокат  листов, рулонов, лент. Листовая штамповка  применяется для изготовления разнообразных  деталей, деталей цельнометаллических, испытательных аппаратов и изделий народного потребления. Она применяется во всех отраслях промышленности, связанных с металлообработкой.

Современное развитие холодной штамповки  включает в себя:

- расширение области применения  холодной штамповки путём  замены литых и кованых деталей штампованными, не требующей последующей обработки резанием;

- широкое распространение холодной  штамповки в мелкосерийном производстве  благодаря применению упрощённых  и универсальных штампов;

- снижение расхода металла путем  создания технологических форм деталей, внедрение рационального раскроя, использование отходов, повышение точности расчетов;

- увеличение производительности  путём механизации и автоматизации  процессов штамповки.

Операции листовой штамповки подразделяются на:

а) разделительные,  б)  формоизменяющие,    в) штампосборочные.

Одной из формоизменяющих операций является вытяжка. Вытяжкой получают полые  детали разнообразной формы из плоских  листовых или тонкостенных заготовок.  Их штампуют в одну или несколько  операций или расходов. Изготовление деталей вытяжкой осуществляется без нагрева заготовок в холодном состоянии.

В данном случае при производстве заготовки для скобы наиболее оптимальным будет применение гибки  в штампе с пружинным выталкивателем.

Гибка – операция, изменяющая кривизну заготовки практически без изменения её линейных размеров. При гибке в штампах можно одновременно изменять кривизну на нескольких участках по длине заготовки, оставляя другие участки прямолинейными.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Разработка технологии изготовления.

 

1.1 Выбор марки стали и ее  характеристика

 

При  выборе  материала  для  изготовления  элементов механизма  трансформации  необходимо  учитывать  следующее [2]:

- механическую прочность, твердость,  ударную  вязкость;

- сопротивляемость  коррозии;

• износоустойчивость  и  долговечность.

Помимо этих свойств, на выбор материала в зависимости  от вида и конструкции изделия  оказывают решающее влияние и  технологические факторы, связанные  с характером и степенью производимой деформации. Технологические свойства металла зависят механических свойств, химического состава, структуры и величины зерна, направления волокон при прокатке.

Механические и технологические  свойства металла характеризуются  главным образом прочностными показателями (пределом текучести и временным сопротивлением разрыву) и пластическими (относительным удлинением и относительным сужением).

Для выявления пригодности материала  к штамповочным операциям проводятся следующие виды испытаний [3]:

- общие;

- химические;

- металлографические;

- механические;

• технологические.

В процессе общих испытаний  определяются форма и размеры  листового материала и наличие  на поверхности дефектов.

При химическом анализе устанавливается  число и процентное содержание отдельных  элементов в металле, предусмотренное ГОСТом. Надлежащий химический состав является важным условием обеспечения качественной штамповки.

При металлографических испытаниях определяют макро- и микроструктуру металла. Также  металлографические исследования позволяют  обнаружить в металле волокнистость, усадочные раковины, рыхлости, пустоты, трещины, шлаковые включения, а также установить характер поверхности среза при вырубке, наличие разрывов и начавшихся трещин.

К механическим испытаниям относятся  испытание на растяжение и испытание  на твердость. В результате механических испытаний определяются механические и пластические свойства, твердость металла.

Для полного представления о  пригодности металла для штамповки  применяются технологические испытания. В зависимости от вида штамповочных операций проводят испытания на срез, на перегиб и испытание вытяжных свойств [4].

Испытание на срез имеет целью более  точно установить сопротивление  испытуемого материала разделению. Данный  вид испытаний проводится для вырубных работ.

Для определения способности металла подвергаться изгибу проводят испытание на перегиб, в результате которого устанавливается максимально возможное число перегибов.

Для установления пригодности металла  к вытяжным операциям листовой штамповки  проводятся испытания вытяжных свойств. В процессе испытания вытяжных свойств определяют максимально возможную вытяжку металла.    

Исходя из требований, предъявляемых  к элементам механизма трансформации, для изготовления проушины предлагается использовать сталь марки 09Г2С. Для  данного листового материала необходимо провести следующие испытания:

- общие;

- механические (определение твердости).

Химический состав стали и механические свойства должны соответствовать ГОСТ 19282-73.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.2 Определение формы и размеров  заготовок

 

Определение размеров плоских  заготовок, подвергающихся гибке, основано на равенстве длины заготовки  длине нейтрального слоя изогнутой  детали и сводится к определению  положения и длины нейтрального слоя в зависимости от относительного радиуса гибки r/S [5]. Так как гибка вилки осуществляется с закруглением (по радиусу), то длина заготовки равна сумме длин прямых участков и длины нейтрального слоя в изогнутом участке [5].

Так как угол сопряжения полок вилки составляет 80^о, то длину нейтрального слоя в изогнутом участке l  определим по формуле

 

 

 

                        

,                  (1.1)

 

где φ – угол изогнутого участка, град;

      r – радиус гибки, мм;

      s – толщина материала, мм;

      х – коэффициент, определяющий положение нейтрального слоя

 

Толщина и радиус гибки  заданы заказчиком и составляют 3 мм. Коэффициент х при относительном радиусе гибки равном 1 равен 0,42. Тогда длина нейтрального слоя l в месте изгиба равна:

 

.

 

Так как вилка имеет сложную форму, то длины прямолинейных участков определяются как нормаль от линии сгиба до внешнего контура, причем контуры заготовок будут соответствовать контурам деталей.

Сопряжение прямолинейных участков вилки осуществляется под углом 90^о, поэтому длину нейтрального слоя в изогнутом участке определим по формуле

 

                         

,                          (1.2)

 

Толщина вилки равна 2,5 мм, а радиус гибки равен 2,5 мм, при относительном радиусе гибки, равном 2,1, коэффициент х равен 0,42. Тогда длина нейтрального слоя в месте изгиба равна

 

 

 

Выбранные формы и  определенные размеры заготовок  представлены на рисунке 1

 

 

 

Рисунок 1 – Заготовка для вилки

Так как в вилке имеются технологические отверстия и отверстия для сочленения деталей между собой, то окончательные формы и размеры заготовок имеют вид и величины, представленные на рисунках 1.2

 

Рисунок 1.2 – Заготовка для изготовления вилки

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.3 Вырубка  заготовок и пробивка отверстий

 

Вырубка представляет собой  процесс полного отделения одной  части материалов от другой по замкнутому контуру.

Процесс вырубки протекает в три стадии (рисунок 1.2)[5].

Первая стадия – упругая деформация и начало пластической деформации (I, II).

Вторая стадия – развитие пластической деформации; вблизи режущих кромок  пуансона и матрицы создается концентрация напряжений, которая вызывает течение металла и образование зоны смятия (III). Это смятие будет развиваться до тех пор, пока по всей толщине металла не возникнут напряжения, достаточные для возникновения линий скольжения, которые, в свою очередь, образуют узкую пластическую зону в виде параллелепипеда.

В результате этих явлений развивается  деформация сдвига, сопровождаемая изгибом  и растяжением волокон.

Третья стадия – разделение металла; при дальнейшем опускании пуансона в металле у режущих кромок штампа появляются скалывающие (IV) трещины, после чего происходит полное отделение вырубаемого контура (V).

Для окончательного удаления вырубленной  детали из заготовки необходимо преодолеть сопротивление сил трения, возникающих между поверхностями среза взаимно смещенных частей, а также между металлом и рабочими частями штампа. Пластическая деформация элементарных слоев металла, происшедшая под давлением пуансона, создает вблизи кромок вырубленной детали или пробитого отверстия зону наклепанного металла.