Холодная штамповка

Введение:
Холодная штамповка-одна из самых прогрессивных технологий получения
заготовок, а в ряде случаев и готовых деталей изделий машиностроения,
приборостроения, радиоэлектронных и вычислительных средств. По данным
приборостроительных и машиностроительных предприятий до 75% заготовок
и деталей изготавливается методами холодной штамповки.
Холодная штамповка является одним из прогрессивных методов получения
узлов и деталей в различных отраслях промышленности.
Характерными чертами процессов холодной штамповки, обеспечивающими
её широкое распространение, являются:
ограниченность номенклатуры оборудования;
простота эксплуатации оборудования;
возможность изготовления изделий из разнообразных материалов;
высокая производительность труда;
низкая квалификация рабочих;
малая себестоимость изделий;
применение инструмента, автоматически обеспечивающего необходимые
точность детали и шероховатость её поверхности;
- малые потери материала, высокий коэффициент его использования;
- возможность механизации и автоматизации процессов.
Специфической особенностью процесса холодной штамповки является высокая стоимость инструмента-штампов. Этот фактор предъявляет особо жесткие требования к качеству разработки технологических процессов.
Сейчас применяются разные материалы, но все их принято условно клас- сифицировать на группы:
- конструкционные материалы – применяются для создания деталей, узлов РЭС;
- инструментальные стали и сплавы (штампы, пресформы);
- стали и сплавы с заданными физико-механическими свойствами (радиоматериалы);
- неметаллические материалы (слюда, бумага, картон).
Выбор материала зависит от условий эксплуатации РЭС, от назначения РЭС. Несмотря на большое разнообразие физико-механических свойств, качество материалов зависит от химического строения, чистоты, от атомно-молекулярного строения.
1. Анализ физико-механических, химических, конструкторско-технологических свойств материала детали.
Наиболее распространенными материалами, применяемыми в холодноштам- повочном производстве, являются прокат металлов: стали, меди и её сплавов, алюминия и алюминиевых сплавов, никеля и его сплавов, цинка и др., а также неметаллические материалы. Материал детали должен удовлетворять не только её назначению и условиям работы, но и технологическим требова- ниям, вытекающим из характера производимых при изготовлении деформаций. Вследствие этого материал должен обладать определенными физическими, химическими и механическими свойствами, удовлетворяющими техничес- ким условиям по толщине и качеству поверхности. Пригодность материала для штамповки характеризуется, прежде всего, его механическими характеристиками. Также наиболее распространенными материалами в холодной штамповке являются различные сорта листовой и полосовой углеродистой и легирован- ной стали. По качеству материала листовая и полосовая сталь разделяются на сорта, изготовляемые из сталей различных марок:
1) листовая углеродистая сталь – из марок стали обыкновенного качества по
ГОСТу 380 – 60 (группа А и Б);
2) листовая углеродистая качественная сталь – из марок качественной стали по ГОСТу 1050 – 60 ; В данном курсовом проекте мы будем работать со сталью приведенной в пункте 2). 1.1. Механические характеристики: Сталь 10 ГОСТ 1050 – 60 имеет следующие механические характеристики:
- сопротивление срезу ?ср=29 кГ/мм2 или 286 МПа;
- предел прочности (не менее) ?в=335 МПа или 34 кГ/мм2;
- предел текучести ?т?165 МПа;
- относительное удлинение (не менее) ?=31%;
- относительное сужение (не менее) ?=55%;
1.2. Химический состав, % | | основная | заменители | | |Пуансоны и матрицы |У10, У10А, | 5ХВ2С, Х12М |Калить пуансоны – HRC| |простой формы |Х12Ф1 | |54-68; матрицы – HRC | | | | |56-60 | |Плиты блоков |Чугун | Стальное | _____________| | |СЧ 21-40 |литье | | | | |30Л, 40Л | | |Хвостовики |Стали 35, 40| Ст4 и Ст5 | | | | | |_____________ | |Колонки направляющие |Сталь 20 | |Цементировать на | | | |Ст2 |глубину 0,5-1 мм; | | |Стали 45, 50| |калить HRC 58-62, | | | | |калить HRC 45-60 | |Втулки направляющие | | | | |Пуансонодержатели |Стали 35, 45| Ст3 | | | | | |______________ | |Плитки подкладные |Сталь 45 | Ст5 |Калить HRC 40-45 | |Съемники направляющие |Сталь 45 | Сталь 40 | | | | | |______________ | |Съемники |Ст3 | Сталь 25 | | |Упоры |Сталь 45 | __________ |Калить HRC 40-45 | |Прижимы, |Стали 40, 45| Ст5 | | |выталкиватели, | | |Калить HRC 50-54 | |направляющие планки | | | | |Ловители, фиксаторы |Сталь У8А | Сталь У7А | | |Винты |Сталь 45 | __________ |Калить головку | | | | |HRC 40-45 |
6.3. Выбор стандартного блока штампа.
Выбор стандартного блока штампа осуществляется по номерам. Для определения номера вычислим размеры рабочей зоны ар и bр матрицы (приложение 3 [1], рис.П2) и по ним согласно таблице приложения 2[1] определим размеры Аr и Вr матрицы штампа. Зная эти размеры, по таблицам приложений 4...6 найдем номер и размеры блока, и размеры гладких направляющих штампа.
- размер рабочей зоны (арxbр) – 40x40;
- размер матрицы штампа (АrxВr) – 80x80;
Основные размеры блоков и направляющих (в миллиметрах) № |L |B |dнп |dнп1 |h |h1 |H |e1 |e2 |A2 |A1 |A |r | |08 |80 |80 |25 |22 |45 |36 |166 |25 |20 |150,0 |120 |150 |36 | |
6.4. Техническое нормирование штамповочных операций.
Определим штучное время Тшт, необходимое для выполнения разрабатываемой штамповочной операции; штучнокалькуляционное время Тк, используемое для определения себестоимости детали, а также количество штампов и прессов, необходимых для выполнения программы выпуска деталей.
Полная норма штучного времени определяется по формуле:
Тшт=Топ+Тд, где Топ – оперативное время, непосредственно затрачиваемое рабочим на выполнение операции; Тд – дополнительное время, требуемое на обслужива- ние штампа и отдых. Топ складывается из основного времени t0, определяемого процессом получения детали (двойной ход ползуна), и вспомогательного tB, затрачивае- мого на выполнение ручных различных приемов, необходимых для выполне- ния основной работы. К вспомогательному времени также относится время на установку полосы (заготовки) в штамп, продвижение, снятие детали, удаление отходов, включение и выключение пресса и т.п. Топ определяется следующим образом:
Топ=(t0+tB)/z, где z – количество деталей, получаемых за один двойной ход ползуна пресса (в нашем случае z=1); t0=1/n для автоматической работы штампа (n – частота хода ползуна) tB определяется путем непосредственного хронометража работы передовых рабочих. При ручной подаче его можно определить, исходя из следующих соображений: tB=tB1/nд+tB2+tB3, где tB1 – время на приемы (возьмем tB1=12 сек.); tB2 – время на продвижение полосы на один шаг (возьмем tB2=1 сек.); tB3=0, так как осуществляется вырубка на провал; nд – количество деталей, получаемых из полосы (nд=181). Значит с учетом вышеизложенного tB=12/181+1=1,1 сек. t0=0,01 мин. Определим оперативное время
Топ=1,7 сек. Определим дополнительное время, требуемое на обслуживание штампа и отдых
Тд=tОБ+tП, где tОБ – время на обслуживание штампа; tП – время на отдых. Так как усилие выбранного пресса меньше 1000 кН, то tОБ=0,03Топ, tП=0,09Топ, то
Тд=0,03?1,7+0,09?1,7=0,204 сек. Определим штучное время Тшт, необходимое для штамповки одной детали
Тшт=1,7+0,204?1,904 сек, значит за одну минуту штампуется 30 деталей, а за один час 1800 деталей и, следовательно, для штамповки годовой программы (1000000 штук) потребуется 555,6 часов. Определим время работы штампа между двумя переточками:
Ту=Тшт?nу+tу+tсн, здесь nу – стойкость штампа (nу=40 из таблицы 9[1]); tу и tсн – время, затрачиваемое на установку и снятия штампа (tу=30 мин, tсн=10 мин, взяты из таблицы 10[1]). Определим время работы штампа между двумя переточками:
Ту=0,03?40+30+10=41,2 мин, Определим время на выполнение годовой программы:
ТN=(N/nу)?Ту?(1+Кп), где Кп – потери времени на ремонт и переналадку оборудования; Кп=3%,
ТN=17218 часов. Определим количество рабочих мест, требуемых для выполнения годовой программы: nр=ТN/[Tф?(1-Кп)], где Tф – годовой фонд рабочего времени. Tф=4074 ч при работе в две смены nр=4 Учитывая, что штампы в процессе работы могут выходить из строя, предусмотрим некоторый запас штампов-дублеров (таблица 11[1]). Следова- тельнно, общее число штампов будет равно: nш=nр+nдб, где nдб – количество штампов дублеров. nш=2
Заключение.
В данном курсовом проекте мы рассмотрели вопросы разработки технологии, проектирования и изготовления технологической оснастки для производства холодноштамповочных операций вырубки – пробивки деталей РЭС. Материал детали полностью пригоден для изготовления ее предложенным методом.
Содержание.
Введение.................................................................... ...........................................2 1. Анализ физико-механических, химических, конструкторно-технологи- ческих свойств материала детали....................................................................3 1.1 Механические характеристики.............................................................. ........3 1.2 Химический состав...................................................................... ...................3 1.3 Технологические свойства.................................................................... .........4 1.4 Физические свойства.................................................................... ..................4 2. Анализ технологичности конструкции штампуемой детали........................6 3. Определение раскроя материала и расчет размеров заготовки....................7 4. Разработка маршрутной и операционной технологий..................................8 5. Определение технологических режимов штамповки и выбор пресса.........9 5.1 Определение технологических режимов штамповки.................................9 5.2 Выбор пресса...................................................................... ............................10 6. Проектирование технологической оснастки – штампов...............................11 6.1 Выбор схемы действия штампа....................................................................11
6.2 Расчет конструкции штампа...................................................................... ...12 6.2.1 Расчет исполнительных размеров рабочих деталей штампов...............12 6.2.2 Определение центра давления штампа....................................................13 6.2.3 Выбор материалов для изготовления деталей штампа...........................14 6.3 Выбор стандартного блока штампа..............................................................14 6.4 Техническое нормирование штамповочных операций...............................15
Заключение.................................................................. ........................................17
Список литературы.................................................................. ...........................18
Список литературы.
1. Горин В.С., Лазутин Ю.Д.: “Технология деталей и узлов РЭС. Холодная штамповка: вырубка, пробивка”, Методическое указание к курсовому проектированию/Рязань 2000. 2. Романовский В.П.: ”Справочник по холодной штамповке” – Л.: Машино- строение, 1979. 3. Сорокин В.Г.: “Марочник сталей и сплавов” – М.: Машиностроение, 1989.