Технология листовой штамповки (стр. 2 из 5)
1.3 Анализ технологических вариантов изготовления детали «Гильза»
Первый вариант изготовления детали характеризуется выполнением каждой технологической операции в отдельном штампе на отдельном прессе. Такой вариант изготовления хорошо подходит для мелкосерийного и единичного производства. В этом варианте предусмотрено 3 промежуточных отжига.
Второй вариант изготовления характеризуется совмещением вырубки и вытяжки заготовки в одном штампе, что ускоряет техпроцесс и не нуждается в применении заведомо мощных прессов или других средств автоматизации. Данный вариант предусматривает 3 операции промежуточного отжига для снятия наклёпа.
Третий вариант изготовления детали предусматривает применение торцевого подпора при протяжке колпачка. Это позволяет уменьшить растягивающие напряжения в опасном сечении и увеличить сжимающие со стороны инструмента в очаге течения, что обуславливает повышение точности детали и увеличению степени деформации за один переход. Данный метод не достаточно исследован для широкого круга деталей, поэтому не принят для разработки из-за отсутствия практических рекомендаций по проектированию техпроцесса.
Также данный метод предусматривает обжим горловины с применением подпора стенок колпачка для достижения более высокого коэффициента обжима из-за исключения потери локальной устойчивости заготовки.
Метод предусматривает 2 промежуточного отжига, что снижает стоимость техпроцесса и снижению продолжительности во времени. Эскизы переходов представлены на следующих рисунках.
Данный вариант требует проведения дополнительных исследований для проведения протяжки и более сложного штампа для обжима горловины, поэтому применим только в обоснованных случаях при высокой серийности производства.
Четвёртый вариант изготовления детали предусматривает протяжку колпачка через две матрицы за один ход пресса, что требует большого ходам ползуна пресса и зачастую необходимости проведения техпроцесса на гидропрессе.
Вариант предусматривает проведения 3 отжигов. Эскизы переходов штамповки представлены на следующих рисунках.
Пятый вариант изготовления детали предусматривает применение протяжки через 2 матрицы и обжим горловины с подпором для исключения потери локальной устойчивости. Предусматривает 2 промежуточных отжига, что снижает время проведения техпроцесса и расходов. Данный вариант требует изготовления в определенной мере сложных штампов и применения более габаритного оборудования для достижения высоких значений хода пресса.
Так как заявленная серийность производства в курсовом проекте составляет 1 млн. деталей, то выбран именно этот вариант изготовления, т.к. это оправдывает изготовление более сложных штампов и использования более габаритного оборудования. Эскизы переходов представлены на следующих рисунках.
2.1 Расчет формы и размеров заготовки
Определение формы и размеров исходной заготовки будет осуществляться, исходя из принципа равенства объёмов детали и заготовки. В качестве исходной заготовки принимаем круг из листовой стали толщиной 3 мм, что соответствует максимальной толщине детали, т.е. толщине дна гильзы. Утонением в этом месте можно пренебречь в виду его низкого значения.
Учитывая припуск на обрезку фланца после вытяжек и обжима, на объём заготовки назначаем припуск по [7, с. 116] равный 10% (h/d=65/40=1.63) от исходного объёма детали.
(2.1)Зная объём исходной заготовки, определяем её диаметр, учитывая припуск на обрезку.
(2.2)Уточняем объём исходной заготовки.
2.2 Раскрой исходного материала
Раскрой листового материала представлен в приложении Б.
Коэффициенты раскроя представлены в таблице 2.1
Таблица 2.1 – Коэффициенты раскроя
| Размер листа, мм | Тип раскроя | |
| Продольный | Поперечный | |
 | 67.54 | 65.04 |
 | 65.97 | 62.67 |
 | 67.47 | 66.47 |
Исходя из значения наибольшего коэффициента использования материала (табл. 2.1) принимаем для разработки технологии лист размером
мм. с продольным раскроем.Количество листов на программу выпуска:
2.3 Сортамент исходного материала
Принимаем для изготовления детали холоднокатаный лист размера
мм. по ГОСТ 19904-90.Его полная маркировка соответствует ГОСТ 1577-81 [8, стр. 124]:
где Т – с допуском по толщине нормальной точности;
БШ - с допуском по ширине нормальной точности;
БД - с допуском по длине нормальной точности;
ПН – нормальной плоскостности;
С обрезанной кромкой – О;
Толщина материала 3 мм;
Группа прочности К270В категории 6;
Повышенной отделки поверхности III;
Глубокой вытяжки Г;
Из качественной конструкционной стали 10 по ГОСТ 16523-89.
Механические свойства данного материала, представлены в табл. 2.2.
[8 стр. 62], [7, стр. 507]
Таблица 2.2 – Механические свойства стали 10
 |  |  |  |
| 31 | 340 | 210 | 290 |
2.4 Способ и оборудование для резки листового материала
Разделение листового материала выполняется на ножницах с наклонными ножами НД3316Г [9, стр. 172] с технологическими характеристиками (табл. 2.2).
Для них максимальная ширина разрезаемых листов соответствует 2000 мм, что обеспечивает возможность совершать линию реза 2000мм (п 2.2)
Таблица 2.3 – Технологические характеристики ножниц НД3316Г
| P, кгс | В, мм | n, 1/мин |  , град | h, мм | b3, мм | Q, кгс | R, мм |
| 7850 | 2000 | 65 |  | 65 | 600 | 930 | 450 |
Р – номинальное усилие;
В – Наибольшая ширина разрезаемых листов;
n – частота движения;
- угол наклона ножей;h – ход ножа;
b3 – наибольшая ширина полосы, отрезаемой по заднему упору;
Q – усилие прижима;
R – вылет прямолинейный (расстояние от линии реза до станины).
2.5 Технологические расчёты по переходам
Определение размеров детали на технологических переходах начинается с проверки возможности вытяжки колпачка без утонения стенок. Внутренний диаметр этого колпачка должен быть на 2..3 мм больше внутреннего диаметра готовой детали.
(2.3)Проверим возможность получения колпачка за одну операцию:
(2.4)Сравним с опытными данными [7, c. 118] при
, m1=0.46..0.50. Следовательно, 
и вытяжка колпачка с такими размерами возможна.Радиусы пуансона и матрицы принимаем равными согласно [7, табл. 79] при
- малая степень деформации и : 
Определим высоту полуфабриката на данном переходе штамповки, используя принцип равенства объемов. В SolidWorks строим колпачок с расчетными размерами и произвольной высотой. Затем запрашиваем объём колпачка.
Он составляет 16567.5 мм3. Определяем поправку на высоту колпачка, как описано в [3].
(2.5)где V0 – объём заготовки, [мм3], см. п. 2.1;
V – запрошенный объём детали, [мм3]
- радиус образующей серединной поверхности на рассматриваемом участке, [мм];S – толщина материала, [мм].
С учётом изменения высоты получаем полуфабрикат высотой 22,61 мм.
Для контроля правильности построения запрашиваем объём полученного колпачка и сравниваем с объёмом заготовки.
Исходя из равенства объёмов колпачка и заготовки, можно сделать вывод о том, что построение выполнено верно.
Вытяжку с утонением проводим за один ход пресса, не снимая детали с пуансона, отсюда внутренний диаметр колпачка принимается равным внутреннему диаметру конечной детали(38 мм). Радиусы закругления принимаются по чертежу детали. Далее следует определить количество операций вытяжки с утонением стенок [7, табл. 71].