2.4 Привести схему раскроя заготовки, произвести расчёт исполнительных размеров матрицы и пуансона и привести эскизы инструментов с указанием размеров и допусков.
Раскрой:
При вырубке контуры вырубаемых заготовок должны быть удалены друг от друга на величину технологической перемычки.
а1 – межконтурная перемычка (м/у контурами деталей)
а – боковая (м/у контуром детали и краем заготовки)
Деталь – квадрат со стороной 20 мм, внутренний квадрат 14 мм. Для вырубки – пробивки данного вида детали выбираем прямой раскрой полосы заготовки:
Материал Л97, толщина металла S= 2 мм, B1=200 мм, B2=147 мм, b1=170 мм, b2=117мм, толщина перемычек а=2 мм, а1=3 мм.
Ширину полосы определяем по формуле:
bп = B + 2·а = 200 + 4 = 204 мм
Принимаем длину полосы L = 1510 мм
Площадь полосы S = В · L = 204 · 1510 = 308040 мм2
Шаг штамповки t = B + а1 = 147 + 3 = 150 мм
Количество деталей, получаемых из полосы:
L/t = 1510 / 150 = 10 шт (10 зеркала)
Неиспользуемый остаток полосы:
L ост = L – t · 22 = 1510 – 1500 = 10 мм
Количество полос, необходимых для выполнения год. программы (5000 шт/год): 5000 / 10 = 500 шт
Площадь листа: S л = 500 · S = 154,02 м2
Расчет коэффициента использования металла.
Для листовой штамповки выбор исходной заготовки осуществляется путем экономического анализа возможных вариантов раскроя материала и определения оптимального.
Общий коэффициент использования металла при штамповке из полосы или ленты определяется следующим образом:
η = 100 · (f · n / L · b)
f – площадь детали, мм2
f = π· B1· B2 / 4 - π· b1 · b2 / 4 = 7469 мм2
n – количество фактических деталей, получаемых из полосы с учетом использованных концевых отходов
L – длина полосы или ленты, мм
b – ширина полосы или ленты, мм
η = 100 · ( 308040· 10 / 1510 · 204) = 24,25 %
Выбор схемы вырубки-пробивки.
Вырубка-пробивка в данном случае осуществляется без прижима.
Расчет усилия вырубки-пробивки.
Усилие вырубки-пробивки штампами с плоскими режущими кромками определяется по формуле:
Р=К · L · S · σср , [ H ]
К – коэффициент притупления режущих кромок (1,1 ÷ 1,3)
σсд – сопротивление сдвигу, МПа
σсд = 240 МПа
L – длинна контура вырубаемой детали
мм
S – толщина детали = 2 мм
Р = 1,3 · 2007,4 · 2 · 240 = 1252617 Н = 1252,617 кН
Выбор конструктивных элементов матрицы и пуансона.
Толщину матрицы Hм определяют следующим образом:
Нм = S + Kм √(ap + bp) + 7
S – толщина штампуемого материала, мм
ap + bp – размеры рабочей зоны матрицы, мм
Kм – коэффициент = 0,5
Нм = 2 + 0,5 √(200 + 147) + 7 = 12,5 мм
Принимаем Нм = 13 мм
а) двухсторонний зазор между матрицей и пуансоном:
z = 8% S;
z = 2 × 0.08 = 0,16 мм
б) глубина матрицы 13 мм
в) толщина рабочего пояска матрицы 5 мм
Расчет исполнительных размеров пуансона и матрицы, назначение допусков на них.
Толщина материала 2 мм.
При вырубке наружного контура:
Bм = (bH – 0,8 · δИ)+δ
bП = (bH – 0,8 · δИ – z )-δ
δИ – допуск размера изделия;
δМ – допуск размера матрицы;
δП – допуск размера пуансона;
+δ – допуск размера матрицы;
-δ – допуск размера пуансона;
z – зазор.
Bм1 = (bH1 – 0,8 · δИ)+δ = 170 - 0,8 · 1,15 = 169,08+0,072
Bм2 = (bH2– 0,8 · δИ)+δ = 117 - 0,8 · 1,0 = 116,2+0,063
bП1 = (bH1 – 0,8 · δИ – z )-δ =170 - 0,8 · 1,15 - 0,16 = 168,92-0,046
bП2 = (bH2 – 0,8 · δИ – z )-δ =117 - 0,8 · 1,0 - 0,16 = 116,04-0,040
При пробивке отверстий:
Bм1 = (BH1 + 0,8 · δи + z)+δ = 200 + 0,8 · 1,15 + 0,16 = 201,08+0,072
Bм2 = (BH2 + 0,8 · δи + z)+δ = 147 + 0,8 · 1,0 + 0,16 = 147,96+0,063
bП1 = (BH1 + 0,8 · δи)-δ = 200 + 0,8 · 1,15 = 200,92-0,046
bП2 = (BH2 + 0,8 · δи)-δ = 147 + 0,8 · 1,0 = 147,8-0,040
BH – номинальный размер пробиваемого отверстия;
δи – допуск размера изделия;
z – зазор.
Схема расположения допусков на исполнительные рабочие размеры пуансона и матрицы.
рис.
1. Схема полей допусков размеров матрицы
и пуансона при вырубке.
Рис. 2. Схема допусков размеров матрицы и пуансона при пробивке.
Квалитеты при изготовлении пуансона и матрицы определяют в зависимости от квалитета штампуемых изделий. Изделия – по 10 квалитету, матрица – по 8 квалитету, пуансон – по 7 квалитету.