Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
PAGE 10
|
Федеральное агентство по образованию |
|
Брянский государственный технический университет |
«Утверждаю»
Ректор университета
____________А. В. Лагерев
«19» 09 2007 г.
ТЕХНОЛОГИЯ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
ТЕХНОЛОГИЯ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
ПРОИЗВОДСТВО ЗАГОТОВОК ХОЛОДНОЙ ЛИСТОВОЙ ШТАМПОВКИ
Методические указания
по выполнению лабораторной работы №4
для студентов дневной и вечерней форм обучения
всех специальностей
Издание третье, дополненное
Брянск 2007
УДК 621.782.5
Технология конструкционных материалов. Производство заготовок холодной листовой штамповкой. Методические указания по выполнению лабораторной работы № 4 для студентов дневной и вечерней форм обу чения всех специальностей. -3-е изд. Доп. - Брянск БГТУ, 2002.-10 с.
Разработали; А.Я. Ш а т о в,
канд„техн.наук,доц.,
СВ. Давыдов, канд.техн.наук, доц.
Рекомендовано кафедрой "Технология металлов и металловедение" БГТУ (протокол №9 от 8.10.02).
Печатается по изданию: Производство заготовок холодной листо вой штамповкой Л Методические указания по выполнению лабораторной работы № 4 для студентов дневной и вечерней форм обучения всех специальностей, 1998.
1. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ РАБОТЫ
Работа проводится в целях изучения технологического метода по лучения заготовок и изделий холодной листовой штамповкой. Задачами работы являются:
1. Изучение базовых технологических операций листовой штампов ки.
2. Изучение конструкции штампа для получения детали типа 'кол пачок" способом холодной листовой штамповки.
3. Освоение методики расчета элементов штампа и усилий дефор мации при штамповке детали типа "колпачок" из углеродистых сталей.
Продолжительность работы - 2 часа. Расчетная часть работы вы полняется подгруппами по 3-4 человека (табл.2). Практическая часть работы, штамповка детали типа "колпачок" выполняется учебным масте ром в соответствии с рабочей инструкцией.
2. ВИДЫ ХОЛОДНОЙ ШТАМПОВКИ
Холодная штамповка - это технологический метод получения детали без её предварительного нагрева за счет плас тической деформации всего объема заготовки, либо отдельных её час тей. Холодная штамповка подразделяется на объемную и листовую.
Объемной штамповкой изготавливают пространст венные детали сложных форм с высокой размерной точностью и шерохо ватостью поверхности. К холодной объемной штамповке относят следую щие технологические процессы? холодное выдавливание, холодная вы садка, холодная формовка.
Холодной листовой штамповкой изго тавливают пространственные детали из плоских заготовок: листа, по лосы, ленты толщиной до 10 мм. Размерный диапазон изделий чрезвы чайно широк: от нескольких миллиметров (детали механических часов) до десятков метров (детали самолетов и ракет).
Главной технологической особенностью процессов холодной листо вой штамповки является высокий уровень плас тических свойств обрабатываемых сплавов: низкоуглеродистых сталей, пластичных легированных сталей, латуней, алюминиевых деформируемых сплавов, титана и др.
3. ОПЕРАЦИИ ХОЛОДНОЙ ЛИТОВОЙ ШТАМПОВКИ
Различают две группы операций холодной листовой штамповки.
Разделительные операции связаны с пред варительной разделкой листа, полосы или ленты на технологически не обходимые мерные заготовки.
Формообразующие операции определяют способы деформации мерной плоской заготовки, обеспечивающие получе ние требуемой конфигурации.
К разделительным опреациям относятся:
1. Отрезка - отделение части плоской заготовки по незамкнутому контуру. Выполняется на разрезных механических ножницах или отрез ных (обрубных) штампах.
2. Вырубка - отделение части заготовки по замкнутому контуру. Выполняется на вырубных штампах.
3. Пробивка - получение отверстий, полостей в штампуемом изде лии.
4. Надрезка - неполное отделение части заготовки по незамкнуто му контуру.
К формообразующим операциям относятся:
1. Гибка - операция, изменяющая кривизну заготовки практичес ки без изменения её линейных размеров (рис. 1а). Минимальный радиус округления пуансона.
Rn=(0.25-0.3)S
где S - толщина листа, мм.
2. Вытяжка без утонения стенки - превращение плоской заготов ки в полое пространственное изделие при уменьшении периметра вытяги ваемой заготовки при постоянстве исходной толщины листа (рис. 1б).
Для предотвращения складок на фланце изделия применяют прижим заготовки. Диаметр заготовки d3 выбирают из условия:
(d3 -d)>(18…20)S ,
где d - наружный диаметр вытягиваемого изделия, мм„
Радиусы округления пуансона и матрицы в штампах для выполнения данной операции должны назначаться из условия:
Rn=(4…6)S , Rm=(5…10)S
Зазор между матрицей и пуансоном Z определяется из соотноше ния:
Z = (1,1...1,3)S.
3. Вытяжка с утонением стенки - увеличение длины полой заго товки в основном за счет уменьшения толщины стенки (рис. 1в). При этом зазор между пуансоном должен быть Z=S/(1,5...2).
4. Отбортовка - получение бортов (горловин) путем вдавлива ния центральной части плоской заготовки с предварительно пробитым отверстием в матрицу (рис. 1г). Увеличение диаметра отверстия может возрастать в 1,2...1,8 раза.
5. Обжим - операция уменьшения диаметра краевой части полой заготовки в результате вдавливания её в сужающуюся полость матрицы (рис.1д). При этом достигается уменьшение диаметра горловины изде лия на 20...30 %.
6. Формовка - операция изменения формы заготовки в результате растяжения отдельных её участков при уменьшении толщины листа на этих участках (рис.1е). Данной операцией получают ребра жесткости, выступы и т.п.
3. ИНСТРУМЕНТ И ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ХОЛОДНОЙ ЛИСТОВОЙ ШТАМПОВКИ
Перечисленные операции выполняются специальным инструментом -штампом (рис.3). Любой штамп состоит из двух важнейших элементов -матрицы и пуансона. Матрица 1 неподвижна и имеет внутреннюю формообразую поверхность, конфигурация которой соответствует конфигура ции детали. Пуансон 2 передает деформирующее усилие от пресса на за заготовку и при перемещении деформирует её на рабочей поверхности матрицы.
В штампе возможно конструктивное совмещение нескольких опера ций. Такие штампы называются многооперационными.
Базовым оборудованием холодной листовой штамповки являются механические кривошипно-шатунные или гидравлические пресса.
При проведении лабораторной работы получают из листовой стали деталь типа "колпачок" (рис.2). Для этой цели используют гидравли ческий пресс с максимальным усилием прессования 1 МН (10,0 т) (рис.3). На матрицу штампа кладут стальной лист и включают механизм движения штока гидроцилиндра. Пуансон входит в матрицу, деформируя заготовку, и последовательно осуществляет операции вырубки и вы тяжки без утонения стенки. Формирование внутренней поверхности "колпачка" происходит на цилиндрической оправке 4, запрессованной в корпус штампа. По окончании работы шток перемещается вверх и пресс выключают. С оправки внимают полученное изделие 5 (рис.3) и производят контрольные замеры размеров S, D, h, d (рис.2).
Для штамповки изделий "колпачок" необходимо произвести расчет элементов штампа и усилий при штамповке. Поэтому необходимо рассчи тать:
а) диаметр круглой заготовки для вытяжки d3 , мм;
d3= (1.8…2.1)d,
б) усилие вырубки заготовки Рв , Н;
Рв= πd3Sσв
где σв - временное сопротивление материала разрушению при растя жении (предел прочности), МПа (табл. 2);
в) усилие вытяжки Р , Н;
P=0.6πS(d3-d) σв
г) радиусы округлений оправки Rм , пуансона Rn и зазор между оправкой и пуансоном Z , мм, (см.с.4);
д) внутренний диаметр пуансона dn
dn= D+2Z
Необходимые данные для расчетов приведены в табл.1 (с.5) и 2.
|
Материал |
Предел прочности, σв ,Мпа |
Материал |
Предел прочности, σв ,Мпа |
|
Ст 2 кп Ст 2 пс Ст 3 кп Ст ЗГ пс Ст 4 кп Ст 5 пс Ст 6 пс |
320 340 360 380 510 550 590 |
Сталь 08 Сталь 10 Сталь 15 Сталь 25 Сталь 35 Сталь 45 Сталь 55 |
325 335 345 410 530 600 655 |
Таблица 2
4. ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ РАВОТЫ
1. При проведении лабораторной работы студенты и обслуживаю щий персонал должны выполнять все пункты "Инструкции по технике безопасности", действующие на участке прессования лаборатории ТКМ.
2. Прослушав инструктаж по технике безопасности, студент обязан расписаться в регистрационном журнале. Без инструктажа по технике безопасности запрещается допускать студентов к выполнению лабораторной работы.
3. Практическую часть работы по штамповке детали типа 'колпа чок" выполняет лаборант или учебный мастер в соответствии с инст рукцией по обслуживанию прессового оборудования в лаборатории ТКМ.
4. Студенты наблюдают визуально за последовательностью выпол ненных операций учебным мастером.
5. СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА
В отчете по лабораторной работе должны быть следующие разделы:
1) теоретический;
2) расчетный.
В первом разделе дается краткое описание холодной штамповки, основных операций листовой штамповки.
Во втором разделе приводится схема получения детали «колпа чок», дается описание штампа, расчет элементов штампа и усилий при штамповке, эскиз детали с размерами, а также приводится срав нительный анализ конструкторских размеров и фактически полученных после штамповки.
6. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Дать определение понятиям "деформация, упругая деформация, пластическая деформация".
2. Перечислите основные способы обработки металлов давлением.
3. Как изменяются структура и свойства металла после дефор мации в холодном состоянии?
4. Холодная листовая штамповка и области её применения.
5. Технологические операции холодной листовой штамповки.
6. Назвать элементы штампа, предназначенного для изготовле ния детали "колпачок".
7. Порядок расчета параметров холодной листовой штамповки.
7. СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1. Дальский А.М. и др. Технология конструкционных материа лов.- М.: Машиностроение, 1996,- 663 с.
2. Феодосьев В.И. и др. Сопротивление материалов.- М.: Наука,
1986.- 512с.
Технология конструкционных материалов. Производство заготовок холодной листовой штамповкой. Методические указания по выполнению лабораторной работы № 4 для студентов дневной и вечерней форм обучения всех специальностей
Андрей Яковлевич Ш а т о в
Сергей Васильевич Давыдов
Научный редактор В.П.Мельников
Редактор издательства Л.Н.Мажугина
Печать М.Е. Амвросимова