Пример 1

Задание. Выбрать марку стали для пуансона (рис.2) и выполнить расчет на допускаемую нагрузку, если технологическая сила пробивки отверстия =63000Н, толщина штампуемого материала =5 мм.

Рис.2. Эскиз круглого пуансона

Решение ; 1. ; 2. = 0,75 (по табл. 1). 3. ,

следовательно,

мм² .

4. =1600 МПа для стали У10А (табл. 2).

5. =0,75×1600×43,175=51810Н.

Так как < , условие устойчивости не выполняется, поэтому выбираем более прочный материал. Из группы высоколегированных сталей назначаем марку 9ХС, для которой =1900 МПа:

= 0,75×1900×43,175 = 61520 Н

Учитывая, что принят с запасом прочности 1,5...2, применение марки стали 9ХС допустимо. Если же необходима большая надежность, то целесообразно ввести в конструкцию штампа специальное направление пуансона, которое увеличит его продольную устойчивость.

Пример 2

Задание. Выбрать марку стали для пуансона (рис.3) и выполнить расчет на допускаемую нагрузку, если технологическая сила пробивки отверстия =9000 H, толщина штампуемого материала =8 мм

Рис.3. Эскиз овального пуансона

Решение ; 1. - момент инерции фигур типа овала, эллипса имеет минимальное значение относительно большей оси, проходящей через ее центр тяжести (в данном случае ось Х-Х, рис. 3).

1.1.

где - момент инерции круга; -момент инерции прямоугольника относительно оси Х-Х.

мм ⁴ ,

мм ⁴ ,

мм ⁴;

1.2 , следовательно, = = + ,

где - площадь круга; - площадь прямоугольника.

мм²,

мм.

2. .

3. =0,8 (по табл. 1).

4. =1600 МПа для стали У10А (табл.2).

5. .

Принятая для пуансонов марка стали У10А выдерживает заданную нагрузку.

Наиболее нагруженные при пробивке пуансоны проверяются на прочность. В частности, используются следующие способы расчета.

Расчет опорной поверхности головки пуансона на смятие

Пуансоны следует проверять на смятие опорной поверхности. Опорная поверхность головки пуансона рассчитывается из условия

, (6)

где - необходимая сила операции; - опорная поверхность головки пуансона; - допускаемое напряжение на смятие, =300...400 МПа, если > 100 МПа, то пуансон следует упирать головкой в стальную закаленную подкладную плитку.

Расчет свободной длины пуансона

Для тонких длинных пуансонов следует проводить расчет свободной длины на продольный изгиб. При проверке должно выполняться условие

< , (7)

где - модуль упругости; - момент инерции; - коэффициент безопасности (для сырой стали = 4 ... 5, для закаленной = 2 ... 3).

Практическое занятие № 10 Расчет резиновых и полиуретановых буферов