Общие теоретические положения

Министерство образования и науки Российской Федерации

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«Тюменский государственный нефтегазовый университет»

Технологический институт

Кафедра «Материаловедение и технология конструкционных материалов»

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ

ХОЛОДНОЙ ЛИСТОВОЙ ШТАМПОВКИ

Методические указания

для лабораторных (практических) занятий

по дисциплинам «Технология конструкционных материалов», «Материаловедение и технология конструкционных материалов»

для студентов всех специальностей и направлений

очной и заочной форм обучения

Тюмень

ТюмГНГУ

Утверждено на заседании кафедры «Материаловедение и технология конструкционных материалов», протокол № 4 от «27» января 2012 г.

Составители: к.т.н., профессор Скифский С.В.

к.т.н., доцент Корешкова Е.В.

Методические указания предназначены для практического освоения принципов определения параметров холодной листовой штамповки в рамках изучаемого курса, формирования знаний, умений и навыков обучаемого.

В результате выполнения работы студент должен:

– знать технико-технические особенности определения параметров холодной листовой штамповки;

– уметь практически рассчитывать параметры холодной листовой штамповки;

– владеть навыками анализа и обоснования материала, проведения необходимых экспериментов, установления зависимости между параметрами, работать самостоятельно и в коллективе.

Цель работы – приобретение знаний, умений и навыков определения параметров холодной листовой штамповки.

Задачи.

1. Ознакомиться с основными операциями холодной листовой штамповки, приобрести навыки технологических расчетов.

2. По заданному чертежу детали и прочностным характеристикам ее материала определить исходные размеры заготовки и необходимые усилия операций вырубки и вытяжки.

Оборудование и материалы

1. Штангенциркуль.

2. Комплект заготовок по переходам и операциям технологического процесса изготовления корпуса свечи зажигания методом листовой штамповки.

Общие теоретические положения

Листовая штамповка – процесс получения из листа полосы, ленты изделия плоской или пространственной формы с заданными геометрическими и структурными параметрами без существенного изменения толщины материала.

Заготовка обрабатывается с помощью специальных инструментов –штампов, главные рабочие части которых называются матрицей и пуансоном. Пуансон вдавливает заготовку или ее часть в полость матрицы. Основным оборудованием листовой штамповки являются прессы (кривошипные, гидравлические) и молоты (воздушные).

Для листовой штамповки используют материалы, имеющие высокую пластичность: низкоуглеродистые стали (Ст2; Ст3; 08кп; 10; 20), пластичные легированные стали (например 12X18H9T), медь (Ml; M2), латунь с высоким содержанием меди (Л62, Л68), алюминий и его деформируемые сплавы и др. В связи с тем, что в основе обработки лежит процесс пластической деформации, листовая штамповка в холодном состоянии сопровождается упрочнением (наклепом) материала. В сравнении с исходным значением увеличение прочности (s_в) может быть значительным – в 2-3 раза. Поэтому обработка предварительно деформированной заготовки требует приложения больших усилий, либо промежуточной термообработки.

Операции листовой штамповки делятся на разделительные и формообразующие.

Основные разделительные операции (рис. 1):

а – отрезка – полное отделение части заготовки по незамкнутому контуру путем сдвига (часто производится на гильотинных ножницах);

б, в – вырубка и пробивка – полное отделение изделия от исходной заготовки по замкнутому контуру путем сдвига. Вырубкой оформляют наружный контур детали, а пробивкой – внутренний контур (изготовление отверстий).

а	б	в

Рис. 1. Разделительные операции листовой штамповки:

а – отрезка; б – вырубка; в – пробивка; 1 – пуансон; 2 – изделие или полуфабрикат; 3 – матрица; 4 – отходы

Основные формообразующие операции (рис. 2):

а – гибка – изменение кривизны заготовки практически без изменения ее толщины;

б, в – вытяжка – превращение плоской заготовки в полое пространственное изделие. Выделяют вытяжку без утонения стенок и вытяжку с утонением стенок;

а	б	в
г	д	е

Рис. 2. Формообразующие операции листовой штамповки:

а – гибка; б – вытяжка; в – вытяжка с утонением (протяжка);
г – отбортовка; д – обжим; е – формовка с раздачей; 1 – пуансон; 2 – изделие или полуфабрикат; 3 – матрица; 4 – прижим;
5 – резиновый вкладыш

г – отбортовка – получение бортов (горловин) путем вдавливания центральной части заготовки с предварительно пробитым отверстием в матрицу;

д – обжим – уменьшение диаметра края полой заготовки в результате заталкивания ее в сужающуюся полость матрицы;

е – формовка – изменение формы заготовки или полуфабриката посредством деформирования ее отдельных участков – например увеличение размеров части полой заготовки с помощью резинового вкладыша.

Наиболее важное технологическое значение имеет вытяжка детали типа цилиндрической гильзы (стакана). Она производится за один или несколько переходов. Первый переход заключается в проталкивании листовой плоской заготовки через отверстие матрицы. Последующие переходы аналогичны процессу волочения труб – протягиванию изделия через волоку, размеры сечения которой меньше сечения исходной заготовки.

Проектирование технологического процесса вытяжки решает следующие основные задачи:

– расчет исходного размера плоской заготовки;

– определение усилия, необходимого для вырубки исходной заготовки из листа;

– определение усилия вытяжки на первом и последующих переходах.