2.2 Вырубка

Вырубкой получается наружный контур детали, поэтому при расчёте раскроя материала необходимо учесть зазоры на вырубку деталей из полосы.

Норма расхода материала.

Исходным материалом при холодной штамповке в данной работе являются листы, разрезаемые на полосы нужной ширины, из которых производится вырубка деталей. При определении ширины полосы нужно исходить из того, что для получения качественной детали между деталями в полосе между деталью и краем полосы должны быть достаточной величины перемычки.

Размеры вырубаемой детали (см. рис.2.3), с учетом перемычек шаг вырубки должен быть:

.

А ширина полосы :

. (5)

Рисунок 2.3- Раскрой листа.

Исходные данные:

Размеры вырубаемой детали:

L=33 длинна заготовки

ширина заготовки 12 мм

S=1 мм толщина заготовки

Размеры листа (длина, ширина, толщина):

L=2000 мм

М=1000 мм

S=1 мм

Тогда получаем:

t=12+1.4 =13.4 мм

В= 33+2х1.4=36 мм

Учитывая возможное уменьшение величины полосы за счет допуска на ее изготовление, а также, учитывая возможное смещение полосы относительно матрицы и пуансона за счет зазоров между полосой и ее направляющими, номинальную ширину полосы увеличим по сравнению с минимальной.

Примем зазор между направляющими и полосой z=1.25 мм, допуск на ширину полосы по 14 квалитету∆=1.15 мм

Тогда номинальная ширина полосы:

В ном=35.8+2х1.15+2х1.25=40.6 мм

По найденному шагу вырубки и по длине листа определим – количество деталей, получающиеся из полосы:

n1=2000/13.4=149 шт

По найденной ширине полосы найдем число полос , получающихся из листа:

n2=1000/40.6=24.6=24 шт

После чего определим число деталей из листа:

n=149x24=3576 шт

Определим вес листа по его объему и удельному весу:

G=S x M x L x p=0.1x100x200x7.9=15.8 кг (6)

Окончательно найдем норму расхода материала:

N=15.8/3576=0.004 кг

2.3 Определение технологической силы

Расчёт усилия вырубки

В процессе вырубки листового материала возникает сложное неоднородное силовое поле, сконцентрированное вблизи режущих кромок пуансона и матрицы. Но, ввиду сложности и неоднородности силового поля при вырубке/пробивке в технологических расчётах применяется условная технологическая величина – сопротивление срезу (гкс/мм²)

σср=Рmax/L x S, (7)

σэк=σср/(S-hп), (8)

где: глубина вдавливания.

Существует также более простой способ вычисления, так как нет необходимости прибегать кσэк:

σср=(m x S/d +0.6) x σв, (9)

где: m – коэффициент, зависящий от относительного зазораZ/S. При оптимальной величине зазора Z=0.15 xS=0.15 коэффициентm=1.2.

Для упрощения расчёта усилий можно использовать усреднённые значения σcр .

Вычисляя коэффициентd/S получаем: d/S=(13.4+36)х2/1=99

Что означает – средняя деталь.

Расчётное усилие среза вычисляется по следующей формуле:

(10)

Полное усилие вырубки/пробивки обычно учитывает поправку на неоднородность материала и затупление режущих кромок введением поправочного коэффициента к=1.2

Усилие пресса берется больше расчетного усилия вырубки, учитывая дополнительное усилие Рсн, затрачиваемое на сжатие резины или пружины съемника, снимающего полосу с пуансона.

, (11)

Где – усилие вырубки,

– коэффициент, определяемый в зависимости от типа штампа и толщины материала

коэффициент ксн выбираем ксн=0.06.

Окончательно получаем формулу для расчёта усилия однопуансонной вырубки:

Р=2(13.4+36) х1х0.7х400х(1.2+0.06)=212.8 кН

Гибка

Технологические требования предъявляемые к изгибающим деталям является минимальный радиус гибки. Находим по формуле[8]:

, (12)

где K- коэффициент, зависящий от свойств материала;

S – толщина материала, мм.

.

Рассчитаем усилии гибкиP по формуле[8]:

_, (13)

где Кг – коэффициент, зависящий от схемы гибки(в нашем случае принимается за 0,2);

B – ширина детали, мм;

σ_в предел прочности штампуемого материала, МПа.

=198.7кН

В случае гибки с прижимом прибавим усилие прижима по формуле:

; (14)

;

.

Длину заготовки определяют, пологая, что длины прямоугольных участков детали при гибке останутся неизменными, а у изогнутых участков находят длину нейтрального слоя. Радиус нейтрального слоя вычисляют по формуле[22]:

, (15)

где r – внутренний радиус гибки, мм;

S – толщина материала, мм;

X – величина зависящая от отношения r/S (в нашем случае 0,421).

=1.42

Угол пружинения принимаем 1 30 согласно источнику[8].

При гибке односторонний зазор рассчитан по формуле :

,

(16)

где 𝑆𝑚𝑎𝑥– наибольшая возможная (допускаемая соответствующим стандартом) толщина листа, из которой штампуется деталь;

𝐾𝑧– коэффициент (табл. 9[5] ).