Изготовление детали колпак

      Согласно  рекомендациям радиусы закруглений  вытяжных кромок матрицы равны (7…8) S.

      Следовательно, R_м = 8*0,8=6,4 мм. Принимаем радиус закругления матрицы равным R_м = 6 мм.

      

      Рис. 3.5. Радиусы закруглений  вытяжных кромок матриц  

      3.3.4. Исполнительные размеры  матрицы и пуансона  для вырубки 

      При вырубке размеры детали обеспечивает матрица, поэтому базовым инструментом является матрица. Ее исполнительные размеры определяем по номинальному размеру с учетом припуска на износ. В рассматриваемом случае вырубается заготовка под последующую вытяжку, следовательно, припуск на износ можно не учитывать и диаметр матрицы принять равным номинальному размеру заготовки.: 

      D _м = (D _н ) ^{+ dм}, 

      Размер  пуансона определяется как разность размера матрицы и зазора на резку:  

      D _п = (D - z) _{- dп.} 

      Зазор на резку определяем по таблице 194 [  ]: 

      z=0,05 мм; допуск на размер матрицы dм = 0,0 25мм; а на размер пуансона d_п = 0,015 мм. 

      Размеры инструмента равны: 

      D _м = (D _н ) ^{+ dм} = 97,5 ^+0,025 мм 

      D _п = (D - z) _{- dп.}= 97,5 - 0,05 = 97,45 _–0,015 мм. 

       

Рис. 3.6 Схема построения допусков на изготовление пуансона и матрицы  для вырубки

      3.3.5. Расчет центра  давлении штампа 

      В данном случае центр давления штампа находится в центре получаемого изделия, так как деталь осесимметричная и получается за две операции вырубка и вытяжка, расположенных на одной позиции. Таким образом, центр давления штампа и центр хвостовика должен располагаться в центре детали. 

      3.3.6. Величина хода  ползуна 

      Обычно  величина хода ползуна пресса для  вытяжки берется в 2,5 раза больше высоты вытягиваемой детали, чтобы  обеспечить удобство установки заготовки  и удаление готовой детали. Так  как высота детали h=20 мм, то необходимая величина хода пресса:

      h = 2.5*20 = 50 мм.

      Для вырубки не требуется большая  величина хода пресса. 
 

      3.3.7. Закрытая высота  штампа 

      Штамп проектируется в его нижнем рабочем  положении. В этом положении наилучшим  образом увязывается взаимодействие рабочих, прижимающих и удаляющих деталей штампа. Закрытая высота штампа (ЗВШ) должна находиться в пределах: 

        H_min = H – H _пл - d _ш + (h _max – h ₀ ) / 2;                             () 
 

        Н_тах = Н - Н_пл + ( h _тах – h ₀ ) / 2,                                     ()

где     Н - наибольшее расстояние между неподвижным столом и ползуном                 при нижнем положении ползуна; 

      d _ш  -величина регулировки длины шатуна; 

      h_max - величина наибольшего хода ползуна; 

      h₀ - заданный ход ползуна,  h₀ =50 мм

тогда

Н _min = 340 – 80 – 80 + ( 110 – 50 ) / 2 = 210 мм, 

H_max = 340 – 80 + ( l10 – 50 ) / 2 = 290 мм. 

ЗВШ должна лежать в пределах: 

Н _min + 5…10  до  H_max + 5...10, 

следовательно, закрытая высота штампа (ЗВШ) Н_ШТ = 252 мм находится в пределах предельных размеров закрытых высот штампа. 

      3.3.8. Описание устройства  и работы штампа 

      Штамп предназначен для вырубки и заготовки  и вытяжки стакана. При ходе ползуна  вниз пуансон - матрица на вырубной матрице осуществляет вырубку заготовки  и при дальнейшем ходе своей внутренней полостью выполняет вытяжку на пуансоне. При обратном ходе буферное устройство через толкатели поднимает выталкиватель и снимает вытянутый стакан с пуансона. Стакан остается в полости пуансон - матрицы и в конце хода вверх выталкивается из нее выталкивателем.

      Надежное  направление верхней части штампа относительно нижней части обеспечивают колонки, которые выбираем по ГОСТ 13119 - 75 и втулки по ГОСТ 13122-75. Длина колонок  зависит от закрытой высоты штампа, диаметр от габаритов и силы штамповки. Количество колонок, используемых в штампе - 3.

      Пакет штампа крепится к нижней плите винтами  и штифтами. Нижняя плита выбирается по ГОСТ 14677 - 83.

      Пуансон располагается в нижней части  штампа и крепится к нему винтом М10 - 8g*50.68 ГОСТ 11738 - 84. Он выполнен сборным со стальной державкой.

      Вырубная  матрица крепится к нижней плите  штампа винтами Ml0 - 8g*75.68 и штифтами 10m6*90 ГОСТ 3128 - 70,  кронштейн размером 100* 120*8 винтами М8 - 8g* 16.66 ГОСТ 17475 - 80.

      Матрица - пуансон, служащая вырубным пуансоном и вытяжной матрицей, прикреплена к верхней плите 320*320*50 винтами М12 -8g*30.68 ГОСТ 11738 - 84. Между матрицей - пуансоном и верхней плитой установлена прокладка. 

      3.3.9. Марки материалов, применяемые для  и изготовления  различных деталей  штампа 
 

 
 

      3.8.10 Расчет на прочность  рабочих деталей  штампа 

      Расчет  вырубного пуансона на сжатие

 

      Расчет  пуансона на сжатие в наименьшем сечении определяем по формуле: 

s _сж = Р/ F < [s _сж], 

где      F - площадь наименьшего сечения пуансона, мм ² ; 

      s _сж - напряжение сжатия, Н/мм²; 

      [s _сж ] - допускаемое напряжение на сжатие; для обычных пуансонов из

      закаленной  инструментальной стали [s _сж ] = 1600 Н/мм² . 

      s _сж =  61.3/5371.4 = 14 кН/мм ² < 1.6 кН/мм ² 
 

        Расчет вытяжного пуансона на смятие 

      Расчет  опорной поверхности головки  пуансона на смятие определяем по формуле:

      s _{сж =}  P/F 

где    s _см - напряжение смятия опорной поверхности , Н/мм²;  

     F - опорная поверхность головки пуансона, мм² 

      F= pd ² /4 =1169,6 мм² 

s _см = 27,5 / 1169,90 = 20,1 Н/мм². 

      Условие выполняется, следовательно, каленая  стальная прокладка не нужна.

      Расчет  вырубной матрицы  на прочность

 

      Матрица имеет круглую форму. Проверим ее на прочность по формуле: 

      [s _р ] > 0,4Р / F, 

где [s _р ] - допускаемое напряжение на разрыв, Н/мм²  

      Для стали У10 А [s _р ] = 250 Н/мм² 

      F - площадь опасного сечения, мм ². F = 20860,8 мм². 

      s _р  = 0,4*61300/20860,8 мм ²  = 1,18 Н/мм ² <  [s _р ].

      Расчет  на прочность винта  для крепления  пуансона

 

      Винты и болты штампов проверяются  на прочность (разрыв) по формуле: 

      s _р = Р / pd₁² /4< s _д 

где  s _д - напряжение при разрыве, Н/мм ²; 

      Р - растягивающая нагрузка. Н; 

      d₁ - внутренний диаметр резьбы, мм; 

      s _д - допускаемое напряжение на разрыв (для стали 35 принимается

      равным s _д = 190 Н/мм 2). 

      Р=9,7 кН  

      s _р = Р / pd₁² /4< s _д = 9,7/3,14*8 ²/4 =190 Н/мм ² 

      Условие выполняется. 

      3.3.11. Выбор деталей  штампа 

      Расчет  буфера

 

      В зависимости от усилия прижима  Q = 5,9 кН выбираем буфер по ГОСТ 22191 - 76 с номинальным усилием Р = 7600 Н. Рассчитаем силу буфера по формуле: 

Р = 0,15Р_выт =  0,15*27,5 = 4,1 кН.