Теоретическая часть. Методические указания к выполнению практической работы

ИЗУЧЕНИЕ ОСОБЕННОСТЕЙ ОБРАБОТКИ И ПОЛУЧЕНИЕ ИЗДЕЛИЙ ВЫРУБКОЙ И ПРОБИВКОЙ

ПРИ ЛИСТОВОЙ ШТАМПОВКЕ

Методические указания к выполнению практической работы

по дисциплине «Технологические процессы в машиностроении»

ЕТИ. ТПМ.ПР.02

г.Егорьевск 2014

Составитель: _____________ Е.А. Копейкин, к.т.н., заведующий кафедрой технологий автоматизированного производства

В методических указаниях рассмотрены основные принципы выбора заготовок, их технико-экономические показатели, методика определения размеров заготовок по ГОСТ 2590-71 и ГОСТ 7505-89, рекомендованы порядок выполнения работы, контрольные вопросы, примерное содержание отчёта.

Методические указания предназначены для студентов, обучающихся по направлению 151900.62 КТО МП всех форм обучения

Методические указания одобрены на заседании учебно-методической группы (УМГ) кафедры технологии, оборудования и автоматизации машиностроительных производств

(протокол № ________ от ___________ 20__ г.)

Председатель УМГ П.С. Белов

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Изучение технологических особенностей операций вырубки и пробивки, методики выбора оптимального зазора между пуансо­ном и матрицей, определения необходимого усилия при обработке, осу­ществление раскроя исходной заготовки.

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Листовой называют штамповку деталей из листового или ленточного материала, осуществляемую без значительного изменения его толщины.

Тонколистовой материал (до 4 мм) штампуют главным образом в хо­лодном состоянии, а толстолистовой - как в холодном, так и в горячем. Неметаллические материалы нередко штампуют с подогревом.

Операции листовой штамповки можно разделить на две основные груп­пы: разделительные и формоизменяющие. При разделительных операциях происходит отделение одной части металла от другой, а при формоизменяющих операциях происходит изменение формы заготовок без разделения металла.

К разделительным операциям относятся отрезка, вырубка, пробивка и некоторые другие операции,

К формоизменяющим операциям относятся гибка, вытяжка, отбортовка, формовка некоторые другие.

Особое внимание е данных указаниях уделяется вырубке и пробивке.

Вырубка - разделение заготовки по замкнутому контуру для получения плоского полуфабриката или детали с заданным наружным контуром.

Пробивка - образование в заготовке сквозных отверстий с удалением материала в отход.

Последовательность процесса вырубки (или пробивки) в штампе пока­зана на рис.1.

а) б) в)

Рисунок 1

В начальный момент вырубки пуансон слегка вдавливает находящуюся под ним часть заготовки в матрицу (рис.1, а), При дальнейшем опускании пуансона происходит перерезание волокон металла режущими кромками пу-ансона и матрицы, а также появляются трещины скалывания (рис.1, б). Когда трещины соединяются, одна часть металла отделяется от другой (рис.1, в).

При обработке между пуансоном и матрицей должен быть зазор опре­деленной величины, зависящий от свойств, состояния и толщины разделяе­мого материала. Если этот зазор выбран правильно, то трещины скалыва­ния, образующиеся при обработке соединяются.

Минимальный зазор, обеспечивающий совпадение трещин, называют оп­тимальным зазором.

Уменьшение зазора по сравнению с оптимальным значением приводит к несовпадению трещин (рис.2), и поверхность среза получается рваной.

При увеличении зазора относительно оптимального трещины соединяются, но при этом увеличиваются искажения (прогибы) в отделяемой и остающейся на матрице части заготовки.

Рабочее усилие пресса увеличивается
при зазоре меньше оптимального. Непра-­
вильно выбранный зазор является причиной
быстрого затупления режущих кромок ин-­
струмента. Рисунок 2

Величину зазора, обеспечивавшего слияние трещин, можно определить пользуясь схемой (рис.3.), по следующей формуле:

, (1)

где: Z-радиальный зазор между пуансоном и

матрицей;

S-толщина заготовки; h-глубина внедрения режущей кромки до появления трещин.

-угол наклона образующей линии тре­щин.

Оптимальный угол по экспериментальным данным составляет 4,..6⁰_.

Величина h колеблется от 0, 1 до 0, 5 толщины заготовки, увеличива­ясь с увеличением пластичности материала заготовки (или с уменьшением прочности материала металлических заготовок).

При выполнении лабораторной работы можно принять значение h сле­дующими для некоторых материалов:

h=0, 5 S - мягкая медь, алюминий некоторых марок (АД0, АД1)

h=0, 4 S - Дюралюминий Д12

h=0, 3 S - Л 90, Л68, БР0Ф6.5-0.15, Сталь 08., Сталь 08 кп

h=0, 2 S - Сталь 15 кп. Сталь 20 пс, Сталь 25

h=0, 1 S - Сталь 45, Сталь 65 Г

При вырубке диаметр D_M матрицы равен диаметру D_Д получаемой детали, а диаметр пуансона:

(2)

При пробивке, наоборот D_П=D_Д, а

(3)

(значения D_Д, D_M, D_П - номинальные).

Расчетное усилие резания при одновременном разделении материала по всему контуру определяется по формуле:

, (Н) (4)

где: к =1, 1…1, 3 – коэффициент, учитывающий возможность притупления режущих кромок, изменения толщины заготовки, механических свойств материала заготовки;

τ _ср =(0, 6…0, 7) – сопротивление срезу, МПа;

L – длина линии среза или периметр вырубаемого контура, мм;

S –толщина заготовки, мм;

- предел прочности (временное сопротивление) материала заготовки.

Исходной заготовкой при листовой штамповке является лист, полоса или лента.

Экономия материала, имеющая большое значение в штамповочном про­изводстве, во многом зависит от рационального раскроя исходной заго­товки.

Раскроем материала называется способ расположения вырубаемых де­талей на заготовке.

Показателем экономичности раскроя является коэффициент использо­вания материала, который при листовой штамповке можно определить по формуле:

(6)

где: F_дет – площадь детали или суммарная площадь вырубаемых деталей;

F_заг – площадь исходной заготовки.

Раскрой материала зависит от величины перемычек между вырубаемыми деталями, а также между вырубаемым контуром и краями исходной заготов­ки. Минимальная величина перемычек , однако на практике при раскрое металлических заготовок рекомендуется использовать следую­щие зависимости: