СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

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

 

Егорьевск 2006 г.

 

Составитель: к.т.н., доцент кафедры общепрофессиональных дисциплин Е.А.Копейкин

 

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 специальностям 151001 «Технология машиностроении» и 280202 «Инженерная защита окружающей среды».

 

Дисциплина «Технологические процессы в машиностроении».

 

Методические указания обсуждены и одобрены на заседании кафедры общепрофессиональных дисциплин

(протокол № ______ от ___________ 2006г.)

 

Заведующий кафедрой ОПД ______________

 

Методические указания обсуждены и одобрены на заседании методического совета института

(протокол № _________ от ____________ 2006г.)

 

Председатель совета ___________ А.Д. Семенов

 

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.

Рис.3.

-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;

_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:

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

3.1. Изучить содержание методических указаний к данной работе.

3.2.В зависимости от исходных данных определить величину опти­мального зазора при вырубке (пробивке). (Приложение 1)

3.3.Определить номинальные размеры матрицы и пуансона при вырубке и пробивке, используя исходные данные и значение оптимального зазора.

3.4.Определить расчетные усилия резания при вырубке и пробивке.

3.5.Произвести наиболее рациональный раскрой исходной заготовки при вырубке графическим способом (на листе формата А 4 с помощью линей­ки, карандаша и циркуля).

3.6.Определить коэффициент использования материала для получе­ния раскроя.

СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

4.1.Наименование лабораторной работы.

4.2.Цель лабораторной работы.

4.3.Исходные данные для выполнения лабораторной работы.

4.4.Схема обработки по этапам (рис.1).

4.5.Расчет оптимального зазора между пуансоном и матрицей.

4.5.1.Расчетная схема (рис.3).

4.5.2.Расчет.

4.6.Определение номинальных размеров матрицы и пуансона при вырубке

и пробивке.

4.7.Определение расчетных усилий резания при вырубке и пробивке.

4.8.Раскрой исходной заготовки (М 1:1).

4.9.Определение коэффициента использования материала,

 

 

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ К ПРАКТИЧЕСКОЙ РАБОТЕ № 2

5.1. Какие операции листовой штамповки относят к разделительным и в

чем их особенность?

5.2.Какие операции листовой штамповки относят к формоизменяющим oперациям и в чем их особенность?

5.3.Что называют вырубкой и пробивкой?

5.4.Как влияет на процесс вырубки и пробивки зазор между матрицей и

пуансоном меньше или больше оптимального?

5.5.Какие факторы и каким образом влияют на усилие при вырубке или

пробивке?

5.6.Что называется раскроем материала при вырубке?

5.7.Как определяется коэффициент использования материала и что он

характеризует?

 

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т2/ Под ред. А.М. Дальского, А.Г. Косиловой, Р.К. Мещерякова. – 5-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение – 1, 2001. – 944с., ил.

2. Попов Е.Л. Основы теории листовой штамповки. Учебное пособие для ВУЗов. Изд. 2-е, перераб. и доп. -М: Машиностроение, 1977, 278 с.

2. Юсипов 3.И., Капкин М.И. Обработка металлов давлением и конс­трукции штампов. - Машиностроение, 1974 - 216с.

3. Ковка и штамповка: Справочник в 4 т. Т.4 Листовая штамповка /Под ред. Л.Д. Матвеева; Ред. совет: Е.И. Семенов и др. - М,: Машиност­роение, 1985-1987. - 544с.

 

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

 

Таблица – 1 Исходные данные

 

№ вар	Материал заготовки	Предел прочности	Толщина заготовки	Диаметр детали при вырубке	Размеры исходной заготовки	Диаметр отверстия при пробивке
		, МПа	S, мм	DД, мм	b х l, мм	Dотв
	Сталь 08		1,0		75х200
	Д12		1,5		80х200
	Сталь 45		0,8		60х150
	Л68		2,0		125х200
	Сталь 15кп		0,6		40х150
	АД1		2,0		100х200
	Сталь 65Г		2,5		50х150
	БрОФ6.5-0.15		3,0		60х150
	Сталь 20пс		1,5		70х150
	АД0		3,5		90х200
	Сталь08кп		2,0		100х200
	Л90		0,8		105х200
	Сталь 25		2,5		40х150
	Сталь 45		1,0		60х150
	Д12		3,0		90х200
	Сталь 65Г		1,2		75х200