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.