Задание №4 Разработать технологический процесс формообразования заготовки способом листовой штамповки.

Требуется вытянуть цилиндрический стакан с сопряжением боковых стенок и дна под углом 90⁰ из материала АВ толщиной S=2,5 мм, σ_в=22 кгс/мм² (220МПА).

Изделие имеет следующие размеры: d_н=60мм, h=145мм, за радиус сопряжения можно принять радиус пуансона и матрице при последней вытяжке (рис. 5, а).

Определить диаметр заготовки, усилие вырубки, число и усилия всех вытяжных операций, радиусы закруглений и зазоры при вытяжке.

Выбор припуска на обрезку. Принимая во внимание, что высота цилиндра h=145мм укладывается в диапазон размеров h=6…150 мм, принимаем величину припуска на обрезку h^|=6мм. Тогда общая высота изделия, полученная вытяжкой, составит:

H=S+h+h^|=2,5+145+6=153,5 мм.

Средний диаметр заготовки составит:

d_ср=d_н-S=60-2,5=57,5 мм.

Расчет диаметра круглой плоскости заготовки D введем на основании равенства площадей заготовки изделия после вытяжки.

D= = 195 мм.

Рассчитываем усилие, потребное для вырубки заготовки:

P_ВЫР=1,2*π*D*S* σ_ср=1,2*π*195*2,5*0,8*22=32330 кгс (323300 Н).

Рисунок 5 – Чертеж изделия: а - конечный вариант; б – после вытяжки.

Определение диаметров цилиндров по переходам и числа операций. Выбор коэффициентов вытяжки m введем, используя табл. 1.4.

d₁=m₁*D=0,44*195=86 мм,

d₂=m₂* d₁=0,69*86=60 мм,

d₃=m₃* d₂=0,71*60=43 мм.

Так как диаметр d₃ получился по расчетам меньше требуемого (d₃=43 мм, а d_ср=57,5 мм), то стакан можно выполнить за три перехода.

Далее следует уточнить значение коэффициента вытяжки на последней операции m₃.

m₃=

Определение усилий вытяжки ведем по эмпирическим формулам:

Р₁=1,25*k*π*S*σ_в*(D-d₁)=1,25*1,3*3,14*2,5*22*(195-86)=30590кгс (305900Н)

Р₂=1,25*k*π*S*σ_в*(d₁- d₂)=1,25*1,3*3,14*2,5*22*(86-60)=7297кгс (72970Н)

Р₃=1,25*k*π*S*σ_в*(d₂- d_ср)=1,25*1,3*3,14*2,5*22*(60-57,5)=702кгс (7020Н)

Радиусы закругления пуансонов и матрицы выбираем, используя табл. 1.2.

Таблица 1.2 – Радиусы закруглений матрицы и пуансона вытяжного штампа.

Материал	Величина радиуса, мм, при толщине листа
	S<3	S=3-6	S=6-20
Сталь	(10-6)S	(6-4)S	(4-2)S
Медь, латунь, алюминий	(8-5)S	(5-3)S	(3-1,5)S

r₁=7*2,5=17,5 мм,

r₂=r₃=5*2,5=12,5 мм.

Зазоры между матрицей и пуансоном выбираем по табл. 1.3, учитывая, что операции идут без утонения стенок.

Таблица 1.3 – Зазоры между матрицей и пуансоном в вытяжном штампе.

Материал	Величина зазора zв мм, при
	первой операции	последующих операциях
Сталь	(1,35-1,50)S	(1,2-1,3)S
Медь, латунь, алюминий	(1,3-1,4)S	(1,20-1,25)S

z₁=1,35*2,5=3,4 мм,

z₂= z3=1,20*2,5=3,0 мм.

Результаты расчетов сводим в табл. 1.4.

Таблица 1.4 – Результаты расчетов

Диаметр заготовки, мм					Усилие вырубки РВЫР, кгс (Н)
195					32330 кгс (323300 Н).
Номер вытяжки	Коэффициент вытяжки m	Диаметр, мм			Радиус матрицы r, мм		Зазор zВ, мм		Усилие вытяжки Р, Н
		dn-1	dn
1	0,44	195	86	7		3,4		305900Н
2	0,69	86	60	5		3,0		72970Н
3	0,96	60	57,5	5		3,0		7020Н