1 Конструктивно-технологический анализ исходных данных.

Деталь представляет собой уголок из листовой стали 30ХГСА-2,5мм, длинной 118мм. Высота полок 36мм и 47мм. На большей полке есть 2 отверстия D4.2мм расположенных на 20мм от оси симметрии и на 18мм от края полки. На малой полке 2 отверстия D6,2мм расположенных на 47мм от оси симметрии и на 17мм от края полки.

Углы полок закруглены радиусом R4мм.

Радиус гиба R4мм.

Покрытие детали: Кд.9.хр/2сл.гр. ЭП-0215-ТУ6-101966-84, эм.ХС-5245, серо-голубой, Ту-2313-010-00206919-2000.

Клеймение и маркировка проводятся на бирке краской.

Отклонения размеров по h14, H14, .

Программа выпуска 5000 шт/год,

По поверхности листа деталь не обрабатывается, по обрезам Ra 6,3(√).

Сталь 30ХГСА ГОСТ 1542-71:

Технологические свойства:

- ограниченно свариваема;

- флокеночувствительна

- склонна к отпускной хрупкости

Механические свойства при Т=20⁰С:

- модуль упругости первого рода Е=2,15*10‾Мпа

-коэффициент теплопроводности I=38Вт/(м*град)

- плотность материала р=7850кг/

- удельное электросопротивление R=210*10 Ом*м.

- σ=700МДж/

Деталь технологична по признакам:

- -2,5мм. больше следовательно гибка без нагрева

- предельные отклонения размеров по 14 квалитету

- шероховатость Ra6,3 следовательно нет дополнительной обработки

- радиусы скругления R4 мм увеличивают износостойкость вырубного штампа.

2 Разработка технологического процесса изготовления детали

Деталь одинарной кривизны, программа выпуска большая. Способ

формообразования: гибка в инструментальном штампе. При гибке на уголок удобна фиксация на контур заготовки.

Так как фиксация точная, утяжки при изгибе не будет, заготовка требуется без припусков.

Сталь 30ХГСА при гибке пружинит. Для компенсации пружинения выбирается гибка с подчеканкой.

Рисунок 1 Схема гибки.

Усилие гибки для заданной схемы рассчитывается по формуле:

Рк =q*F

где: Рк-усилие калибровки кг;

q – удельное давление калибровки = 18 кг/

F–площадь проекции калибруемого металла, перпендикулярная к направлению действия силы, .

F=30*118=3540

Рк=3540*18=63720 ≈63,72т.

При калибровке Рпр = Рк

где Рпр – усилие пресса

Для гибки с калибровкой рекомендуется выбирать гидравлические прессы.

По каталогу выбирается пресс с усилием не менее расчётного. Пресс EPU-125 удовлетворяет заявленным условиям.

Характеристики пресса EPU-125.

Номинальное усилие – 125т.

Закрытая высота - 380мм.

Размер стола – 900*630мм.

Ход ползуна - 10…120мм.

Так как программа выпуска составляет 5000 штук в год, то для раскроя выбирается вырубка в инструментальном штампе из полосы.

Рисунок 2 Расположение заготовок на полосе

B=Lд+2b+Δп

где

В – ширина полосы, мм

Lд – длинна заготовки, мм

b–перемычка по краям полосы (определяется по таблице в зависимости от толщины материала и габаритов заготовки), мм = 3

Δп – допуск на ширину полосы определяется по таблице

В=118+2*3,4+0,9=125,7

Т=Вд+b1

где

Т – шаг вырубки, мм

Вд – ширина заготовки, мм

B1 – перемычка между заготовками на полосе (определяется по таблице в зависимости от толщины материала и габаритов заготовки), мм = 2,6

Т=78+2,9=80,9мм

где

КИМ – коэффициент использования материала

Fd – площадь детали,

- количество деталей в полосе

Fзаг – площадь заготовки

где

Lпол – длинна полосы

По сортаменту выберем лист 800*2000 мм. Выберем Lпол=800 мм.

Количество годных деталей из полосы – 9.

Количество годных полос из листа – 15.

Рисунок 3 Раскрой листа

Расчет размеров развертки

L_разв – длина развертки, мм,

L_разв=L₁+L₂+L₃, (1)

где L₁, L₃ –длины прямых участков, мм.

Длина участка l₂ закругленная по нейтральной линии , при R=4 и S=2.

При изгибе металла возникают напряжения растяжения по наружным волокнам в радиусной зоне, по внутреннему контуру волокна сжимаются. Зона перехода от растяжения к сжатию, где напряжения равны нулю, называются нейтральной линией. Расчет развертки ведем по нейтральной линии.

R_нл=R_г+X·S, (2)

где R_г- радиус гиба, мм;

R_нл- радиус нейтральной линии, мм;

S- толщина детали, мм.

Рисунок 2 Схема для расчета длины развертки

L1=16-R-S= 36-4-2,5=29,5 мм, (3)

L2=67-R-S= 47-4-2,5=40,5 мм, (4)

Lокр=2πR (5)

L3= , (6)

Rнл=Rг+X·S=4+0,441·2,5=5,1мм,

L=L1+L2+L3=29,5+8,01+40,5=78,01 мм.

R_min-минимальный радиус гиба, при котором обеспечен качественный гиб без разрушения.

Радиусы определены опытным путем и сведены в таблицы.

R_min= , (7)

где S-толщина материала,

R_min-минимальный относительный радиус.

При оценки технологичности обязательно определить минимальный радиус гиба. В данном случае выбираем способ гибки с фиксацией на контур с помощью трафарета с подчеканкой.Одно из основных требований технологичности соответствия радиуса гиба значением при которых обеспечивается изгиб заготовеи без ее разрушения.

R_г≥R_min.

Он зависит от свойств материала, температуры, от волокон направления материала, минимальный радиус гиба. А также зависит от состояния кромок заготовки (заусенцы), наличие и качество поверхности элементов штампа (пуансона и матрица), скорость деформации. А так же расположение отверстий относительно линии гиба, базирование при простановки размеров и заданный квалитет точности.

Рисунок 4 Развёртка детали

Fд=(118-8)*78+2*(78-8)*4+((3,14*8*8)/4)-(2*3,14*6,2*6,2/4)-(2*3,14*4,2*4,2/4)=8606,675+561,94+50,24-60,3508-27,6948=9102,2

Отверстия образуются до формообразования вместе с вырубкой заготовки(ПВШ).

Так как не нужна высокая точность раскроя листа на полосы, а производительность высокая, выбирается раскрой на гильотинных ножницах (НГЛ). схема инструментального вырубного штампа: вырубка «на провал»,

Рабочий поясок матрицы h= 8 мм, съёмник жёсткий.

Усилие пресса для вырубки.

где

Рпресс – усилие пресса, Н

Рвыр – усилие вырубки, Н

Рпрот _ усилие проталкивания, Н

где

К – коэффициент, зависящий от материала = 0,06

Nпр.д. – количество проталкиваемых заготовок

где

- толщина заготовки, мм

где

Lпер – периметр вырубки, мм

1,3 – коэффициент учитывающий неоднородность металла и притупление режущих кромок

Lпер=(118-8)*2+(78-8)*2+(3,14**6,2)*2+(3,14*4,2)*2+(3,14*8)=

=220+140+38,936+26,376+25,12=450,43

Рвыр=1,3*560*450,43*2,5=819782,6

Рпресс=819782,6+180075,7=999858,3≈100т.

По каталогу выбираем пресс с усилием не меньше расчетного: КД-2130.

Номинальное усилие – 100т.

Закрытая высота - 300мм.

Размер стола – 630*430мм.

Ход ползуна - 23…130мм.