Курсовая работа: Технология листовой штамповки детали "Гайка резервуара"
Название: Технология листовой штамповки детали "Гайка резервуара" Раздел: Промышленность, производство Тип: курсовая работа | ||||||||||||||||||||||||
Федеральное агентство по образованию РФ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Камская государственная инженерно-экономическая академия Кафедра “Машины и технология обработки металлов давлением” КУРСОВАЯ РАБОТА по дисциплине “Технология листовой штамповки” на тему: «Разработка процесса штамповки детали «Гайка резервуара» РК 1.150201.65.09.10.00.00.00 ПЗ Выполнил: студент гр. 1407 Фёдоров Я.В. Принял: к.т.н., доцент Жигулёв И.О. Набережные Челны 2009 Содержание ВВЕДЕНИЕ1 АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЧНОСТИ2 ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО МАРШРУТА3 РАСЧЕТ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПЕРЕХОДОВ И УСИЛИЙ ПО НИМ3.1 Разрезка листа на полосы3.2 Вытяжка3.3 Вырубка детали4 ВЫБОР И РАСКРОЙ ОСНОВНОГО МАТЕРИАЛА5 ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ6 Выбор смазки и способа их нанесения7 РАзработка конструкции штампа8 РАСЧЕТ СТОИМОСТИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛИЗАКЛЮЧЕНИЕСПИСОК Использованной ЛИТЕРАТУРЫВВЕДЕНИЕЦелью курсовой работы по технологии листовой штамповки являются: 1) разработка технологического процесса изготовления детали; 2) разработка конструкции штампа для разделительных операций 3) расчет себестоимости изготовления детали по элементам затрат. Рассматриваемая нами деталь «Гайка резервуара», имеющая шифр 5320 – 2905610, входит в группу «Рулевое управление». Материал для изготовления детали «Крышка наконечника тяги рулевой трапеции» - предел прочности материала на разрыв, - сопротивление срезу, - плотность, 1 АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЧНОСТИПод технологичностью понимают такую совокупность свойств и конструктивных элементов, которые обеспечивают наиболее простое и экономичное изготовление деталей (в условиях данной серийности производства) при соблюдении технических и эксплуатационных требований к ним. Основные технологические требования к конструкции плоских деталей, получаемых вырубкой и пробивкой [1, c.279]: 1) При применении цельных матриц сопряжения в углах внутреннего контура следует выполнять с радиусом закругления r 2) Сопряжения сторон наружного контура следует выполнять с закруглениями лишь в случае вырубки детали по всему контуру. Для возможности применения безотходного раскроя следует, наоборот, допускать сопряжения сторон под прямым углом. 3) В вытянутых деталях, имеющих отверстия в дне или фланце, пробиваемые после вытяжки, расстояние с от стенки детали до края отверстия должно быть с ≥ r + 0,5 S с ≥ r +1,5, где r — радиус закругления дна или фланца. 4) Наименьшее расстояние от края отверстия до прямолинейного наружного контура должно быть не менее S для фигурных круглых отверстий и не менее 1,5 S, если края отверстий параллельны контуру детали. Таким образом, данная деталь технологична, так как соответствует всем параметрам, необходимым для ее наиболее простого и экономичного изготовления при соблюдении технических и эксплуатационных требований к ней. 2 ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО МАРШРУТАдеталь изготовление лист конструкцияДля изготовления детали требуется 3 штамповочных операции: · вытяжка · вырубка по контуру · пробивка фигурного отверстия На основании анализа формы детали, ее размеров и годовой программы можно сделать вывод о том, что наиболее целесообразным вариантом технологического процесса(вытяжки и вырубки по контуру) является совмещенная штамповка в листе за 1 ход ползуна. Преимущество штампа совмещенного действия в данном случае над штампом последовательного действия заключается в следующем [1, c.297]: 1. Процесс совмещенной штамповки не требователен к точности подачи по шагу, т.к. все операции выполняются на одной позиции; 2. Точность штамповки деталей определяется точностью изготовления инструмента; 3. Ниже расход металла за счет отсутствия припуска под шаговые ножи; 4. Совмещенный штамп менее металлоемок, чем штамм последовательного действия; 5. Трудоемкость изготовления совмещенного штампа ниже. 3 РАСЧЕТ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПЕРЕХОДОВ И УСИЛИЙ ПО НИМ3 .1 Разрезка листа на полосыРазрезка листа на полосы происходит с помощью гильотинных ножниц. Определение усилия резания ножницами [1 , cтр.17 табл.3]:
3.2 Вытяжка1. Определим усилие вытяжки:
где d=51,5 мм, L - периметр детали, мм; K =0,9 – коэффициент [2 , cтр.26 табл.9]. 2. Определим усилие прижима:
3. Полное усилие с прижимом:
4. Определим работу операции вытяжки с прижимом:
3 .3 Вырубка детали1. Определим оптимальный зазор: 2. Определим усилие вырубки: где 3. Определим усилие проталкивания и усилие снятия: 4. Определим требуемое усилие пресса:
5. Определим работу деформации:
Эскиз полученной заготовки изображён на рисунке 1. Рисунок 1 – Эскиз заготовки. Рисунок 2 – 3D модель готовой детали. 4 ВЫБОР И РАСКРОЙ ОСНОВНОГО МАТЕРИАЛАВ качестве основного материала принимаем холоднокатанный Рисунок 3 – Лист. Определим ширину полосы:
где а, b – величины перемычек, 3,5 и 3 [2, таблица 1, 2, 4 ]; d – допуск на ширину полосы, 1 [2, таблица 3]; с – гарантированный зазор между направляющими штампа и полосой при ее наибольшей ширине, 1.
Принимаем полосу шириной 97 мм. Рисунок 4.1 – Схема раскроя. Определим шаг штамповки: Определим массу полосы, чтобы найти норму расхода на одну деталь: где r – плотность стали 08кп, V – объем полосы,
Определим количество деталей отштампованных из полосы: Принимаем n=13. Определим норму расхода на одну деталь: Таким образом, определяем коэффициент расхода металла (КИМ): 5 ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯПоскольку выбранный штамп – совмещенного действия, то расчетное требуемое усилие пресса находится как сумма сил на всех технологических операциях: Учитывая силу прижима: Учитывая коэффициент запаса: Пресс выбирается из условия: Выбираем пресс [3, глава 20]: Таблица 5.1 – Характеристика однокривошипного пресса серии КИ 2131
Описание пресса: Пресс механический кривошипный серии КИ2131 предназначен для выполнения различных операций холодной штамповки деталей из ленточного, полосового и листового материала: вырубки, пробивки, неглубокой вытяжки, гибки и т. д. Пресс универсален и может быть использован в различных отраслях промышленности: автомобильной, авиационной, электротехнической, радиотехнической. Конструктивные особенности: Станина – сварная. Внутренние напряжения в сварных швах стабилизированы термической обработкой. Стол станины имеет увеличенные размеры окна для проваливания штампуемых деталей. Конструкция пресса с неподвижным столом должна предусматривать возможность установки средств механизации и автоматизации, а также встраивания в поточные или автоматические линии. По заказу потребителя прессы с передвижным столом оснащают рогом. Прессы с неподвижным столом в зависимости от вида производства, штампуемого материала и выполняемой технологической операции оснащают: валковыми, клещевыми подающими устройствами для подачи ленточного материала; валковыми подающими устройствами для подачи полосового материала; грейферными, револьверными, шиберными подающими устройствами, руками механическими, промышленными роботами для подачи штучных заготовок; подушками в столе (прессы усилием 160—1000 кН). Привод двухступенчатый (клиноременная и зубчатая передачи) с расположением валов перпендикулярно фронту пресса. Зубчатые колеса помещены в специальном отсеке станины. Муфта и тормоз с фрикционными дисками с металлокерамическим покрытием, работающими в масляной ванне, имеют высокую долговечность. Исключено выделение вредных веществ в окружающую среду. Управление муфтой и тормозом – электропневматическое, через сдвоенный распределитель, двуручное от кнопок, расположенных на стационарном или переносном пульте, а также от педали. Ползун имеет 8 удлиненных направляющих поверхностей и увеличенные в плане размеры, позволяющие устанавливать крупногабаритные штампы. Два пневматических цилиндра уравновешивают вес ползуна со штампом. Гидравлический предохранитель от перегруза вмонтирован в ползун. Выталкиватель в ползуне – механический. Система смазки – жидкая циркуляционная. Дополнительное оснащение: · Пневматическая подушка в столе. · Подача. · Защитные ограждения. Рисунок 5.1 – Однокривошипный открытый пресс КИ 2131 6 Выбор сма зки и способа ЕЁ нанесенияНеобходимость смазки заключается в следующем: 1. Уменьшение сил контактного трения; 2. Предотвращение налипания металла заготовки на инструмент; 3. Предотвращение появления царапин, зазоров; 4. Уменьшение изнашивания штампа; 5. Улучшение качества получаемой детали. Для пробивки, вырубки рекомендуют применять смазочные материалы, содержащие хлор, так как они обеспечивают высокое качество поверхности среза. Для стали толщиной до 4 мм рекомендуется применять смазочно-охлаждающее технологическое средство СОТС Х – 147, со следующим составом: 1-2% Si, 17-21% Cl, 0,03% H Вязкость при 50 СОТС Х – 147 создает прочную пленку, способную под действием высокого давления удержаться на контактной поверхности; она не вредна для здоровья рабочего, легко удаляется с поверхности штампованной детали, способ нанесения детали с помощью кисти. 7 РАЗРАБОТКА КОНСТРУКЦИИ ШТАМПА7 .1 Разработка конструкции штампаПуансон нестандартный: Н=86мм, d=47,5мм, D=55,5мм, h=10мм. Матрица нестандартная: Н=33мм, d=56,5мм, D=102мм, h=5мм. Выбор плит: Нижняя плита H=28мм, L=214мм, B=259мм. Верхняя плита H=27мм, L=214мм, B=259мм. Хвостовик ГОСТ 16718-71 L=43мм, H=10мм, D=20мм. Направляющие колонки и втулки: Колонка ГОСТ 13118-83 D=25мм, L=130мм. Втулка ГОСТ 13121-83 D=35мм, L=54мм, d=25мм. Крепежные детали: Допускаемые нагрузки на винты: М6 250кгс=2500Н; М8 250кгс=2500Н; М10 400кгс=4000Н. Таким образом, выбираем 4 винта М6×14, 4 винта М10×20, 4 винта М10×30 ГОСТ 11738-84 7 .2 Прочностные расчеты1. Толщина нижней плиты проверяется по формуле: где z=0,5 – зазор между пуансоном и матрицей; Е= В=213мм – ширина плиты; Р А=259мм – длина нижней плиты; L=213мм – расстояние между направляющими колонками; Усилие затяжки винтов: где Р – усилие выполнения операций; 7.3 Выбор материалаПо табл. 50 [2, с.68]: 1. Для пуансонов и матрицы учитывая, что штампуемым материалом является низкоуглеродистая сталь 08 КП, выбираем сталь марки У10А, с твердостью HRC после обработки: матрицы 57…61, пуансонов 55…59. 2. Для штифтов, фиксаторов, ловителей: Сталь 20, HRC 50…54. 3. Для хвостовика: Сталь 45, HRC 40…45. 4. Для направляющих колонок и втулок: Сталь 20, HRC 58…62. 8 РАСЧЕТ СТОИМОСТИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛИ 8.1 Стоимость материалаСтоимость материала рассчитывается по формуле [2, с. 86]:
где Н – норма расхода на одну деталь, 0,29 кг; мд – масса готовой детали, 0,108 кг; Цм , Цо – цена единицы массы соответственно металла и отходов; кт – коэффициент, учитывающий транспортно-заготовительные расходы. Цм = 26 (руб/кг), Цо = 6 (руб/кг), кт = 1,5.
ЗАКЛЮЧЕНИЕИсходя из проделанной курсовой работы по технологии листовой штамповки можно сделать выводы: 1. Разработан технологический процесс изготовления детали «Гайка резервуара», со следующей структурой маршрута обработки: разрезка листа на полосы, вытяжка, вырубка детали за один ход ползуна в штампе совмещённого действия. Необходимое усилие для выполнения этих операций составляет 127,1 кН. 2. Разработана конструкция штампа для разделительных операций, в расчетно-пояснительной записке приведены конструктивные и прочностные расчеты рабочих частей и других деталей штампа с учетом технологических требований к ним. 3. В графической части приведены: чертеж детали, сборочный чертеж штампа, матрица, пуансон, пуансонодержатель, матрицедержатель, спецификация. Общий объём графической части составляет 3 листа формата А1. 4. Рассчитана стоимость изготовления детали, которая составляет 10,2 руб/дет. СПИСОК ИСП оЛЬЗованной ЛИТЕРАТУРЫ1. Романовский В.П. Справочник по холодной штамповке. – 6-е изд., перераб. и доп. – Л.: Машиностроение, 1979. – 520с.; 2. Стеблюк В.М., Белов В.В., Гривачевский А.Г. – Киев: Высшая школа, 1983. – 280с.; 3. Ковка и штамповка: Справочник. В 4-х т./ Ред. совет: Е.И. Семёнов (пред.) и др. – М.: Машиностроение, 1985 – Т4. 4. Мещерин В.Т. Листовая штамповка. Атлас схем. – М.: Машиностроение, 1975. – 227с. 5. Аверкиев Ю.А., Аверкиев А.Ю. Технология листовой штамповки. – М.: Машиностроение, 1989. – 304с. 6. Гришков А.М., Рудман Л.И., Ровенский Н.В., Марченка В.Л. Эксплуатация и обслуживание оборудования и технологической оснастки для листовой штамповки. – М.: Машиностроение, 1984. – 304с. 7. Штампы листовой штамповки. Детали и сборочные единицы. – М.: Издательство стандартов, 1981. |