Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  


Загрузка...

Лабораторная работа - Проектирование ТП изготовления детали вытяжкой - файл 1.docx


Лабораторная работа - Проектирование ТП изготовления детали вытяжкой
скачать (106 kb.)

Доступные файлы (1):

1.docx106kb.17.11.2011 13:59скачать

содержание
Загрузка...

1.docx

Реклама MarketGid:
Загрузка...
Министерство образования и науки РФ

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АЭРОКОСМИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

имени академика С. П. КОРОЛЁВА

(национальный исследовательский университет)


Факультет летательных аппаратов

Кафедра производства летательных аппаратов и управления качеством в машиностроении (кафедра ПЛА и УКМ)


ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА

на тему

«Проектирование технологического процесса изготовления детали вытяжкой»

Задание № 5-1


Выполнил студент группы 1409

Проверил Е.Г. Громова


Самара

2011




ЗАДАНИЕ

Разработать технологический процесс изготовления детали «коробка» методом вытяжки из материала АМг6-М. Лист толщиной S=1,2 мм.


Рисунок 1 – Эскиз детали


Таблица 1 – Геометрические размеры детали

Обозначение

d3

а2

b

h

R1

R2

f1

m

Размер, мм

3

66

18

42

5

16

12

26





РЕФЕРАТ

Пояснительная записка: 18 с., 2 рис., 1 табл., 2 источника.

Графическая документация: карта технологического процесса.


^ САМОЛЕТОСТРОЕНИЕ, ПРОИЗВОДСТВО, ХОЛОДНАЯ ШТАМПОВКА ДЕТАЛИ ЛИСТОВОЙ, ВЫТЯЖКА, РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ, ПРОЦЕСС ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ.


Объектом исследования является деталь из сплава АМг6-М, изготовленная вытяжкой.

Цель работы – разработка технологического процесса изготовления детали вытяжкой.

В результате работы Составлен технологический процесс изготовления детали вытяжки из материала АМг6-М с толщиной листа S0=1,2 мм. Выполнен раскрой листового материала, рассчитаны усилия резки заготовок, подобраны гильотинные ножницы; вычислены усилия, необходимые для вырубки заготовки, вытяжки детали в одну операцию, подобрано соответствующее оборудование. Разработан маршрутно-операционный технологический процесс изготовления детали.



СОДЕРЖАНИЕ



 10

ВВЕДЕНИЕ 11

 12

1 Анализ технологичности конструкции детали 13

 15

2 Разработка технологической схемы изготовления детали 16

 17

3 Расчет технологических параметров 18

3.1 Определение размеров развертки детали 18

3.2 Расчет размеров полосы для вырубки заготовки 18

 20

3.3 Определение количества заготовок для различных вариантов раскроя 21

3.4 Определение коэффициента использования материала для различных вариантов раскроя 21

 22

3.5 Подбор гильотинных ножниц 23

 24

3.6 Определение усилия в вырубке заготовки 25

3.7 Выбор пресса для операции вырубки заготовки 25

 26

3.8 Определение количества операций вытяжки 26

3.9 Определение усилия вытяжки заготовки 26

3.10 Выбор пресса для операции вытяжки заготовки 27

3.11 Определение усилия резания при пробивке двух пазов 27

3.12 Выбор пресса для последовательной пробивки двух пазов 28

3.13 Определение усилия последовательной пробивки восьми отверстий 28

3.12 Выбор пресса для последовательной пробивки восьми отверстий 29

 30

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 31

 32

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ 32



^



ВВЕДЕНИЕ


Целью данной работы является ознакомление с принципами разработки технологических процессов изготовления деталей в заготовительно-штамповочном производстве.

Особенностями заготовительно-штамповочного производства являются:

- большое количество обрабатываемых деталей;

- большая номенклатура марок материалов;

- высокая производительность производственных процессов;

- высокий коэффициент использования материала;

- возможность изготовления большого числа взаимозаменяемых деталей;

- большой объём и сжатые сроки технологической подготовки производства;

и д.р.

Процесс изготовления детали вытяжкой включает в себя следующие основные операции: раскрой листового материала на полосы, нарезка полос на гильотинных ножницах, вырубка заготовки с одновременной вытяжкой. Выбор варианта раскроя листа выполняется из условия наилучшего использования материала листа – наибольшего коэффициента использования материала. Подбор гильотинных ножниц выполняется исходя из необходимого усилия резания, габаритов листа и т.д. Операция вытяжки, в зависимости от геометрических параметров детали и характеристик материала, выполняется в один или несколько переходов. Подбор пресса производится по усилию вытяжки и геометрическим параметрам заготовки и пресса.


^



1 Анализ технологичности конструкции детали


Так как деталь полуоткрытая несимметричной формы полая, то будем проектировать процесс ее изготовления, учитывая возможность спаренной вытяжки с последующей разрезкой на две детали.

Данный сплав АМг6-М обладает следующими свойствами:

σв=330 МПа;

σт= 165 МПа;

σср=264 МПа;

δ10=24%;

ψ=40%;

Е=6,8∙104 МПа;

n=0,23;

k=574 МПа.

Пластичность листов в отожженном состоянии хорошая. Детали сложной формы из листа, полученные штамповкой, выколоткой и т.д., рекомендуется отжигать перед окончательной калибровкой.

Рассмотрим условие минимального радиуса:

Rmin=1,2-1,5S.

Rmin=1,2-1,5∙1,2=1,44-1,8мм.

Это условие выполняется, значит, материал достаточно гибок для данной детали. Также, мы штампуем нашу деталь в отожженном состоянии, т.к. повышается ее пластичность.

Деталь по конструкции коробчатой формы с изогнутой полкой, с закруглением R2=16 мм, на которой расположено 8 отверстий d=3 мм. На стенке детали (на дне коробки) находится два отверстия в форме эллипса (паза) длиной f1=12 мм и R1=5 мм.

Определим наименьшие пробиваемые отверстия в материале алюминий в соответствии с таблицей 162 [1]:

dmin=0,28∙S=0,28∙1,2=0,336 мм..



Так как наименьшее отверстие, которое необходимо изготовить, имеет диаметр 3 мм, то условие выполняется.

Определяем наименьшее расстояние от края отверстия до загнутой полки:

с≥r+0,5S=5+0,5∙1,2=5,6 мм;

с=R2-S0-R1=16-1,2-5=9,8 мм;

9,8>5,6 => условие выполняется.

Найдем наименьшее расстояние между отверстиями при одновременной их пробивке:

b = (2…3) S = (2,4…3,6) мм;

b=f1=12 мм;

12>3,6 =>условие выполняется.

Итак, конструкция детали и материал позволяют изготовить изделие вытяжкой.


^



2 Разработка технологической схемы изготовления детали


Вариант 1:

1 раскрой листа на полосы;

2 вырубка в штампе из полосы заготовки;

3 вытяжка заготовки в штампе;

4 обрезка припусков по высоте и пробивка двух пазов в штампе совмещенного действия;

5 пробивка 8 отверстий.

Вариант 2:

1 раскрой листа на полосы;

2 вырубка в штампе из полосы заготовки;

3 вытяжка заготовки в штампе;

4 обрезка припусков по высоте;

5 пробивка двух пазов;

6 пробивка 8 отверстий.

В первом варианте количество операций меньше, чем во втором, и, следовательно, меньше трудоемкость работы. Поэтому с точки зрения экономичности и эффективности процесса применим первый вариант технологической системы изготовления детали, т. к. штамп совмещенного действия упрощает процесс и уменьшает время работы.


^



3 Расчет технологических параметров

3.1 Определение размеров развертки детали


Согласно справочнику [1, табл.32] для относительно высокой коробки с большим радиусом углового закругления овальной формы с двумя закругленными и двумя прямолинейными сторонами без фланца формула расчета диаметра заготовки имеет вид:

D3=1,13В2+4ВН'-0,43rD-1,72Н'+0,5ry-4rD(0,11rD-0,18ry)=1,13322+4∙3218,72-0,43∙5-1,7218,72+0,5∙16-4∙5(0,11∙5-0,18∙16)=51,1 мм,

где Н'=Н+ΔН=18+0,72=18,72 мм – высота с учетом припуска.

Найдем общую длину развертки:

L=D3+А-В, где А,В - расстояние между центрами;

А=2h=2∙42=84 мм;

В=2R2=2∙16=32 мм.

L=51,1+84-32=103,1 мм.

Ширина развертки находится по формуле:

К=D3∙В-2rD+В+2(Н'+0,43rD)∙(А-В)А-2rD=51,04∙32-2∙5+32+2(18,72+0,43∙5)∙(84-32)84-2∙5=66 мм.

Итак, размеры заготовки для вытяжки детали 103,1 х 66 мм.
^

3.2 Расчет размеров полосы для вырубки заготовки


Ширина полосы в основном зависит от марки и толщины материала, величины перемычек между вырубаемыми заготовками, расположения заготовок в полосе, конструкции штампа, точности работы оборудования для раскроя листов, применяемых средств механизации подачи в штамп.

Принимаем для разрабатываемого техпроцесса, что лист на полосы разрезается на гильотинных ножницах. Заготовки из полос вырубаются в штампе без бокового прижима и с подачей материала в рабочую зону.

Формула для расчета ширины полосы в этом случае имеет вид [1, с. 25]:

B1=L1+2b+∆ш+z;

B2=L2+2b+∆ш+z.




Шаг расположения заготовок на полосе составляет:

t1=К+а;

t2=L+а, где

b1=2,1мм [1, табл. 139] – величина перемычки между заготовками;

а =1,3

∆1=1,2 мм [1, табл. 144] – односторонний допуск на длину полосы;

∆2=0,8 мм [1, табл. 144] – односторонний допуск на ширину полосы;

z1=1,5 мм;

z2=1,0 мм [1, табл. 143] – гарантийный зазор между полосой и направляющими штампа.

В зависимости от расположения заготовки на полосе ширина полосы может быть следующей:

B1=103,1+22,1+1,2+1,5=111,2 мм;

B2=66+22,1+0,8+1=72,8 мм;

t1=66+1,3=67,3 мм;

t2=103,1+1,3=104,4 мм..

По ГОСТу выбираем листы габаритом 1000х2000 мм и 1500х2000 мм.

Согласно рисунку 2 возможны следующие варианты раскроя листа:

б)


Рисунок 2


^



3.3 Определение количества заготовок для различных вариантов раскроя


Определяем количество заготовок, которое можно получить при раскрое листов, в таблице 2.

Таблица 2 – Количество заготовок, получаемых из листов при различных вариантах раскроя

Габарит листа, мхм

Вариант раскроя

Количество (шт.)

Полос из листа

Заготовок из полосы

Заготовок из листа

1,0х2,0

а

2000:111,2=17

1000:67,3=14

17х14=238

б

1000:72,8=13

2000:104,4=19

13х19=247

1,5х2,0

а

2000:111,2=17

1500: 67,3=22

17х22=374

б

1500:72,8=20

2000:104,4=19

20х19=380
^

3.4 Определение коэффициента использования материала для различных вариантов раскроя


Коэффициент использования материала рассчитывается по формуле:

η=f∙nAЛ∙BЛ∙100% , где

f - площадь развертки детали.

Для определения площади заготовки f разбиваем ее на фигуры простой геометрической формы – прямоугольник (площадь L-K∙K=103,1-66∙66=2448,6 мм²) и круг (площадь π∙(К2)2=π∙(662)2=3421,2 мм2).

Общая площадь заготовки f=2448,6+3421,2=5869,8 мм2.

η1а=5869,8∙2381000∙2000∙100%=69,79%;

η1б=5869,8∙2471000∙2000∙100%=72,42%;

η2а=5869,8∙3741500∙2000∙100%=73,11%;

η2б=5869,8∙3801500∙2000∙100%=74,28%.

Таким образом выбираем лист габаритом 1500 х 2000 мм и его раскрой по варианту «б», т.к. коэффициент использования материала для данного варианта раскроя наибольший и равен 74,28 %.


^



3.5 Подбор гильотинных ножниц


Подбор гильотинных ножниц производится исходя из усилия резания и ширины (длинной стороны) отрезаемой полосы. Усилия резания определяем по формуле:

P=0,5S02tanφ∙σср∙k , где

S02=1,2 мм- толщина материала;

σср=26,4кгмм2 ;

φ – угол створа ножниц, принимаем ориентировочно φ=1,5°;

k = 1,3 – коэффициент, учитывающий затупление ножей, разброс толщины и механических свойств материала и др.

P=0,51,220,0262∙26,4∙1,3=943,7 кг=9,44 кН.

Ножницы для резки материала толщиной S0≤1,6, пределом прочности σв≤33кгмм2 и шириной реза ≤ 1600 мм по каталогу выбираем модель Н-472 (ГОСТ 6282-52). Правильность их выбора проверяем по развиваемому усилию резания:

P=0,51,620,0262∙50∙1,3=3175,5 кг=32кН..

Таким образом, для техпроцесса можно рекомендовать гильотинные ножницы модели Н-472.


^



3.6 Определение усилия в вырубке заготовки


Усилие резания материала при вырубке заготовок определяем по формуле:

Р=П∙S0∙σcр.

Для детали длина внешнего контура:

П=2L-K+πK=2103,1-66+66π=281,4 мм.

Р=281,4∙1,2∙26,4=8914,75кг=89,15 кН.

Тогда усилие снятия полосы с пуансона:

Pсн=Р∙kсн=89,15∙0,06=5,35 кН.,

где kсн=0,06 [1, табл.6].

Усилие проталкивания заготовки через матрицу:

Pпр=Р∙kпр∙n=89,15∙0,14∙3=37,44 кН,

где kпр=0,14- при прорубке на провал [1, с. 21];

n = 3 – количество заготовок, находящихся одновременно в цилиндрической шейке матрицы.

Тогда общее усилие вырубки заготовки найдем по формуле:

PΣ=1,3(Р+Pсн+Pпр)=1,389,15+5,35+37,44=171,52 кН.
^

3.7 Выбор пресса для операции вырубки заготовки


Проводим выбор пресса по каталогу оборудования, в зависимости от P∑, величины рабочего хода ползуна, закрытой высоты и габаритов штампа в плане.

При этом условно принимаем следующее:

- рабочий ход ползуна должен быть не менее 5-10 толщин материала = (6…12) мм;

- закрытая высота штампа Нзакр=150S0=180 мм;

- габариты штампа в плане (300х400) S0=360х480 мм;

Наиболее подходящим для нашего случая выбираем пресс ЭР50 (усилие пресса Р=500 кН, ход ползуна = 70 мм, габариты стола пресса 370х575 мм, Нзакр=265 мм).
^



3.8 Определение количества операций вытяжки


Используя [1, рис.87] , определяем количество операций вытяжки:

НВ=b2∙R2=182∙16=0,5625;

rВ=R22∙R2=12=0,5.

rВ-Н≥0,4;

1,3≥0,4 => условие выполняется.

По полученным данным определяем, что для изготовления детали используем однооперационную вытяжку.

Степень деформации m заготовки большая [1, таблица 79], так как m=0,42…0,45. Используя [1, таблица 65], найдем радиус вытяжных кромок матрицы:

rм=10∙S0=10∙1,2=12 мм.
^

3.9 Определение усилия вытяжки заготовки


Вытяжка производится за одну операцию. Находим формулу для расчета усилия вытяжки заготовки для низких прямоугольных коробок:

Pр=2A+2B-1,72rSσвkн ,

где А и В – длина и ширина прямоугольной коробки;

А=2∙m+2∙R3=2∙26+2∙16=84 мм;

В=2R3=2∙16=32 мм;

r=R3=16 мм – радиус углового закругления;

kн=0,8.

Найдем усилие вытяжки:

Pр=2∙84+2∙32-1,72∙161,2∙33∙0,8=2221,6 кг=22,22 кН.

Полное усилие вытяжки для прессов простого действия находится по формуле:

Р=Pр+Q,

где Q=F∙q – усилие прижима;

F - площадь заготовки (полуфабриката), находящейся под прижимом;



F = fзагот.-F1,

где F1- площадь заготовки, которая вытягивается пуансоном, с учетом радиуса матрицы;

F1=Sкр'+Sпр'=π(R3+12)2+2∙m∙2∙R3+12=π(16+12)2+2∙26∙2∙16+12=2463+2912=5375 мм2;

F = 5869,8-5375=494,8 мм2.

Для АМг6-М q=0,15-0,19 кг∙смм2, где большая величина соответствует S0=0,1 мм, а меньшая - S0=5 мм [2, таблица 18]. Исходя из этого, найдем нужное значение для S0=1,2 мм с помощью интерполяции:

q=0,19-0,19-0,15(5-1,2)5-0,1=0,16 кг∙смм2.

Тогда усилие прижима равно:

Q=494,8∙0,16=79,17 кгс=0,8 кН.

Найдем полное усилие вытяжки для пресса простого действия:

Р=22,2+0,8=23 кН.
^

3.10 Выбор пресса для операции вытяжки заготовки


Для выполнения операции гибки выбираем пресс в зависимости от параметров, указанных в 3.9, при этом условно принимаем:

- рабочий ход ползуна должен быть не менее 2-х высот детали, т.е. h=36 мм;

- закрытая высота штампа Нзакр≥3h=114 мм;

- габариты штампа в плане (3-4) Dзагот.=400х400 мм.

Наиболее подходящим для нашего случая выбираем пресс К-113 (усилие Р=250 кН, ход ползуна h=64 мм, Нзакр=265 мм).
^

3.11 Определение усилия резания при пробивке двух пазов


Усилие резания материала при пробивке отверстий определяем по формуле:

Р=П∙S0∙σcр;

П=22f1+2πR1=4f1+πR1=412+5π=110,83 мм;

Р=110,83∙1,2∙26,4=3511,2 кг=35,11 кН.

Усилие снятия заготовки с пуансона:

Pсн=Р∙kсн=35,11∙0,1=3,51кН;

где kсн=0,1 [1, табл.6].

Усилие проталкивания отходов при пробивке отверстий:

Pпр=Р∙kпр∙n2=35,11∙0,1∙3=10,53 кН.

Общее усилие пресса, необходимое для выполнения данной операции, составит:

PΣ=1,3(Р+Pсн+Pпр)=1,335,11+3,51+10,53=63,9кН.
^

3.12 Выбор пресса для последовательной пробивки двух пазов


Проводим выбор пресса по каталогу оборудования, в зависимости от P∑, величины рабочего хода ползуна, закрытой высоты и габаритов штампа в плане.

При этом условно принимаем следующее:

- рабочий ход ползуна должен быть не менее 5-10 толщин материала = (6…12) мм;

- закрытая высота штампа Нзакр=150S0=180 мм;

- габариты штампа в плане (300х400) S0=360х480 мм;

Наиболее подходящим для нашего случая выбираем пресс К-113 (усилие Р=250 кН, ход ползуна h=64 мм, Нзакр=265 мм).
^

3.13 Определение усилия последовательной пробивки восьми отверстий


Р=П∙S0∙σcр,

где П - периметр восьми отверстий;

Р=8π∙3∙1,2∙26,4=2388,62кг=23,89 кН.

Тогда усилие снятия с пуансона:

Pсн=Р∙kсн=23,89∙0,1=2,39кН.,

где kсн=0,1 [1, табл.6].

Усилие проталкивания заготовки через матрицу:

Pпр=Р∙kпр∙n=23.89∙0,09∙3=6,45 кН,

где kпр=0,09-при прорубке на провал [1, с. 21];



n = 3 – количество заготовок, находящихся одновременно в цилиндрической шейке матрицы.

PΣ=1,3(Р+Pсн+Pпр)=1,323,89+2,39+6,45=39,28 кН.
^

3.12 Выбор пресса для последовательной пробивки восьми отверстий


Проводим выбор пресса по каталогу оборудования, в зависимости от P∑, величины рабочего хода ползуна, закрытой высоты и габаритов штампа в плане.

При этом условно принимаем следующее:

- рабочий ход ползуна должен быть не менее 5-10 толщин материала = (6…12) мм;

- закрытая высота штампа Нзакр=150S0=180 мм;

- габариты штампа в плане (300х400) S0=360х480 мм;

Наиболее подходящим для нашего случая выбираем пресс К-113 (усилие Р=250 кН, ход ползуна h=64 мм, Нзакр=265 мм).

По выполненным расчетам и принятой технологической схеме изготовления детали и выполненных расчетов технологических параметров разрабатываем и оформляем маршрутно-операционных техпроцесс в приложении.
^



ЗАКЛЮЧЕНИЕ


В ходе расчётной работы разработан технологический процесс изготовления цилиндрической детали «коробка» методом вытяжки из материала АМг6-М с толщиной листа S0=1,2 мм, диаметр заготовки детали 51,04 мм. Выполнен оптимальный раскрой листа размером 15002000, рассчитаны усилия резки заготовок, подобраны гильотинные ножницы; вычислены усилия, необходимые для вырубки заготовки, вытяжки детали за одну операцию, подобрано соответствующее оборудование; составлена маршрутная карта технологического процесса.
^



СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ


1 Романовский, В.П. Справочник по холодной штамповке [Текст]/В.П. Романовский, – Л.: «Машиностроение», 1979. – 520 с.

2 Пытьев, П.Я., Смеляков, Е.В. Технология листовой штамповки в производстве летательных аппаратов [Текст]: учебное пособие/ П.Я. Пытьев, Е.П. Смеляков. – Куйбышев: КуАИ, 19844. – 80 с.




Скачать файл (106 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации
Рейтинг@Mail.ru