Выбор рационального раскроя материала

ВВЕДЕНИЕ

заготовка штамповка крепеж раскрой

Холодная штамповка – вид обработки металлов давлением, объединяющий ряд процессов, осуществляемых холодной пластической деформацией при помощи различных видов штампов, непосредственно деформирующих метал и выполняющих требуемые операции.

В технологическом отношении холодная штамповка позволяет:

Ø получать детали сложной формы, изготовление которых другими методами весьма затруднительно;

Ø создавать прочные и жесткие, но легкие по своим массовым характеристикам детали при небольшом расходе материала;

Ø получать взаимозаменяемые детали с высокой точностью размеров.

В экономическом отношении преимуществами являются:

Ø экономичность использования материала и небольшой отход;

Ø низкая стоимость изготовления изделий;

Ø высокая производительность.

Разработку технологического процесса листовой штамповки будем вести с помощью системы автоматизированного проектирования «КОМПАС-Штамп», которая реализуется в среде Windows c чертёжно-конструкторского редактора «КОМПАС-График». Система «КОМПАС-Штамп» ориентирована на автоматизацию проектирования штампов для различных операций холодной листовой штамповки и обеспечивает автоматизацию проектирования штампов оригинальных и типовых конструкций.

Система «КОМПАС-Штамп» использует в качестве средства визуализации, воспроизводства, редактирования графической информации чертежно-конструкторский редактор «КОМПАС-График». Проектирование сборочных и деталировочных чертежей штампа ведется в среде редактора «КОМПАС-График» под управлением библиотек проектирования. Проект конструкции штампа формируется конструктором путем выбора составляющих элементов конструкции из вариантов, предлагаемых системой.

КОНСТРУКТИВНО – ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ЗАГОТОВКИ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ ШТАМПА.

Анализ технологичности детали, выбор заготовки и схемы штамповки

 

Рисунок 1.1 - Эскиз детали

 

Таблица 1 - Химический состав в % по ГОСТ 4986-79

Fe	Si	Mn	Cu	Ni	S	C	P	Cr	Ti
основа	0.8	2	0.3	9-11	0.02	0.12	0.035	17-19	0.6-0.8

 

Таблица 2 - Механические характеристики

Временное сопротивление σв, МПа	Сопротивление срезу tср ,МПа	Предел текучести σ0,2, МПа	Относительное удлинениеg,%
520	540	210	39

 

Под технологичностью детали понимают сочетание конструктивных элементов, которые обеспечивают наиболее простое и экономичное изготовление детали при соблюдении технических и эксплуатационных требований [3]:

Ø наименьшее количество и низкая технологичность операций;

Ø отсутствие механической обработки;

Ø увеличение производительности отдельных операций и цеха в целом.

Общие технологические требования к конструкции плоских деталей, полученных вырубкой и пробивкой:

a) необходимо избегать сложных конфигураций с узким и удлиненным вырезами контура и прорезями(b<2S);

b) при применении цельных матриц сопряжения в углах внутреннего контура необходимо выполнять r >0.5S;

c) сопряжение сторон наружного контура выполняется круглыми лишь в случаи вырубки по всему контуру;

d) наименьшие размеры пробиваемых отверстий 0,8S

e) наименьшее расстояние от края отверстия до прямоугольного контура не меньше S для круглых отверстий, не меньше 1,5S, если отверстие параллельно контуру детали.

Анализ параметров технологичности детали:

Ø контур состоит из частей окружностей сопряженных между собой и не является сложным с точки зрения его получения;

Ø радиусы сопряжения в углах внутреннего контура цельной матрицы r>2мм;

Ø наименьшие размеры пробиваемого отверстия больше 0,8S: 0,8*3=2,4мм >1мм;

Ø расстояние от края отверстия до контура детали не меньше 1,5S: 1.5*1=1.5мм;

 

Таблица 3 - Анализ параметров технологичности

	Показатели технологичности
Критерии	a	b	c	d	e
оценка	+	+	+	+	+/-

 

Анализ параметров технологичности детали, предполагаемый метод получения которой – листовая штамповка, показывает, что деталь обладает удовлетворительной технологичностью, следовательно, ее производство в заданных условиях целесообразно на штампе совмещенного действия.

Выбор рационального раскроя материала

 

Для определения размеров заготовки необходимо знать размеры перемычек, которые при штамповке детали из полосы необходимы для обеспечения прочности и жесткости. При заданной толщине полосы S=1 и при условии ручной подачи , которая выбирается исходя из экономических соображений m=2мм, n=2мм.

Для получения детали применяют обычный однорядный раскрой полосы (т. к. при двухрядном типе большое количество материала уходит в отход, либо придется производить поворот полосы или делать групповой штамп штампующий одновременно две детали.):

 

Рисунок 1.2 – Тип раскроя

Рисунок 1.3 - Расположение деталей в полосе

 

Выберем наиболее рациональный раскрой стандартных размеров листа. Из ряда стандартных размеров листов для штампуемого материала 12Х18Н10Т ГОСТ 4986-79 и заданной толщине листа 1 мм. В качестве критерия оптимальности принимается коэффициент использования материала (КИМ) по рекомендациям [1]:

 

                                         (1.1)

 

где N - количество деталей на листе;

L и В - длина и ширина разрезанного листа; F=527,36мм²- площадь детали.

Выбирается размер листа: 1500 800 мм:

а) Лист 1500 800мм поперечное расположение полос (рис.1.3а), исходя из формулы (1.1), получаем:

53 полосы по 17 деталей

Рисунок 1.4а – Раскрой листа

 

б) Лист 1500 800 мм. Продольное расположение полос (рис.1.3б), исходя из формулы (1.1), получаем:

 

28 полос по 32 детали

Рисунок 1.4 б – Раскрой листа

 

в) Лист 1500 800 мм. Продольное расположение полос, а расположение детали под углом, (рис.1.4в)

 

53 полосы по 23 детали

Рисунок 1.4в – Раскрой листа

 

 

Наибольшее количество деталей с минимальным отходом получим при использовании листа 1500 800 (рис 1.4в) количество деталей – 1219 при КИМ 0,54.

Выбор схемы штамповки

 

Пользуясь рекомендациями [3] выбираем штамп совмещенного действия, исходя из точностных требований. Число переходов для получения детали - один. Готовая деталь получается при вертикальном перемещении матрицы 7. Поступательное перемещение полосы в горизонтальном направлении по направляющим до грибкового упора, обеспечивает необходимое положение заготовки. При высокой точности штамповки преимуществом этого вида штампа является: повышенная производительность, возможность работы на быстроходных прессах, повышенная безопасность производства, дешевизна штампа для деталей простой формы.