Разработка технологического процесса изготовления собачки и конструкции технологической оснастки (станочного приспособления)

P_п = 1,3∙( 6240 + 5890 + 436,8 + 436,8) = 13003,6 Н = 13,004 кН.

Усилие, создаваемое прессом P_пр, должно быть немного больше усилия, необходимого для выполнения операции P_тр :

P_пр = k_пр∙P_тр.

Величина коэффициента запаса k_пр∙определяется характером процесса. Так, при работе на единичных ударах k_пр∙= 1,2 – 1,3:

P_пр = k_пр∙P_тр =1,3∙13,004 = 16,9 кН.

Рассчитаем размеры рабочих частей пуансонов и матриц вырубных дыропробивных штампов. Согласно техническим нормам допуск для штампуемой детали направлен в минус от отрицательного размера. Следовательно, воспользуемся следующим:

 – размер рабочей части пуансона при вырезке контура;

 – размер рабочей части матрицы при вырезке контура;

 – размер рабочей части пуансона при пробивке отверстия;

 – размер рабочей части матрицы при пробивке отверстия;

 – номинальный размер пробиваемого отверстия;

 – допустимый размер пробиваемого отверстия;

Z_min – допустимый минимальный двусторонний или диаметральный зазор между матрицей и пуансоном ( 0,06 мм);

Z – допустимый максимальный двусторонний зазор (Z_max= 0,08);

∆ - общая величина допуска на размер вырубаемого контура;

ϭ₁,ϭ₂ – допуски для номинальных размеров и .

 

Вырубка:

Для пуансона:

= ( - Z_min- 0,08∆)_{- ϭ1}

= 4,2 – 0,06 –  0,08∙0,06 = 4,1352_-0,013

= 7 – 0,06 – 0,08∙0,06 = 6,9352_-0,013

Для матрицы:

= ( - 0,08∆)^{+ ϭ2}

= 4,2 – 0,08∙0,06 = 4,1952^+0,018

= 7 – 0,08∙0,06 = 6,9952^+0,018

Пробивка отверстий:

Для пуансона:

= ( - Z_min- 0,08∆)_{- ϭ3}

= 2,5 – 0,06 – 0,08∙0,06 = 2,4352^-0,006

Для матрицы:

= ( - 0,08∆)^{+ ϭ3}

= 2,5 – 0,08∙0,06 = 2,4952^+0,01

В качестве материала для  изготовления пуансонов и матрицы  применим углеродистую сталь У8А.

Составление технологического маршрута.

Для изготовления детали типа собачка будем использовать операции в следующем порядке:

005 Заготовительная (резка  ленты на полосы);

010 Подготовительная (правка  полос, удаление заусенцев, очистка  и смазка);

015 Штамповка (пробивка  отверстий, вырубка контура);

020 Снятие заусенцев;

025 Зенкерование;

030 Нанесение покрытия: Хим. окс. прм.;

035 Контроль.

4. Разработка операционной технологии, выбор оборудования и составление ТЗ на оснастку или приспособление, подлежащее конструированию.

 

Выбор ножниц для  резки ленты на полосы.

Многодисковые ножницы предназначены для резки листов на заготовки заданной ширины. Конструкция ножниц позволяет разрезать листы любой длины. Наиболее распространены многодисковые ножницы Н-401, Н-402 и Н-403. Эти модели имеют различное количество пар дисковых ножей, насаженных на верхнем и нижнем шпинделях ножниц; установка их возможна на разных расстояниях друг от друга, что позволяет изменять ширину разрезаемых заготовок. Мы будем использовать многодисковые ножницы модели Н-401 (для толщин до 1 мм) для разрезки полос (лент) шириной до 300 мм.

Диаметр дисковых ножей обычно берётся равным примерно 70-кратной толщине разрезаемого листа. Кромки дисковых ножей представляют собой режущую грань и затачиваются под углом 75—80°. Межцентровое расстояние дисковых ножей регулируется одновременно для всех пар дисковых ножей подъемом или опусканием верхнего шпинделя, производимым специальным установочным механизмом. Необходимое размещение дисковых ножей вдоль шпинделя для установки их на заданную ширину отрезаемых заготовок осуществляется сменными втулками. Все указанные типы ножниц имеют кромкокрошитель. Ножи кромкокрошителя могут перемещаться вдоль шпинделя. Управление ножницами кнопочное. Ножницы приводятся в действие от электродвигателя.

Приступая к работе на многодисковых  ножницах, устанавливают дисковые ножи на верхнем и нижнем шпинделях  в соответствии с шириной заготовок  деталей, на которые разрезаются  листы. Для направления листа  во время его разрезания на столе  ножниц имеется направляющая линейка. Разрезаемый лист подается к дисковым ножам двумя валиками, расположенными с задней стороны и приводимыми во вращение от зубчатых колес нижнего шпинделя. Операция разрезания листа происходит таким образом, что одна кромка его все время прижимается к направляющей планке, закрепленной по боковому краю стола. Дисковые ножи должны иметь хорошо заточенные режущие кромки. Во время работы ножи периодически смазывают.

 

Выбор штампа и  пресса.

Основным оборудованием  для холодной штамповки являются кривошипные и гидравлические прессы.

Кинематическая схема  кривошипного пресса:

 

 

Он состоит из кривошипного вала 4, на один из концов которого насажен  маховик 2, свободно вращаемый на валу электродвигателем 1 при помощи клиноременной передачи. Кривошипный вал шатуном 5 и винтом 7 соединен с ползуном 6 пресса, двигающегося в направляющих 8. Винт 7 позволяет регулировать положение ползуна 6, что дает возможность устанавливать на пресс штампы различной высоты. Маховик 2 соединяется с кривошипным валом пресса муфтой 3, включаемой нажатием педали 9. Тормоз 10 быстро останавливает кривошипно-шатунный механизм пресса после разъединения муфты. Современные прессы оснащаются современными устройствами для подачи материала, удаления отходов и изделий.

Для подачи заготовки может  быть использовано валковое устройство 11 или клещевые, клинковые и др. механизмы. Отдельные заготовки  насыпают в приемники-бункеры, откуда они поштучно попадают в штамп. Для  удаления отштампованных изделий и  отходов применяют пружинные  выбрасыватели, механические руки (роботы), воздушное сдувание и т.д.

Оснасткой к оборудованию холодной штамповки являются штампы.

Простейший вырубной штамп состоит из нижней 1 и верхней 2 плит, направляющих колонок 4, хвостовика 3, направляющих втулок 5, пуансонодержателя 8, сменного пуансона 6, жесткого съемника 9, направ-ляющих планок 10, вырубной матрицы 7 и крепежных деталей.

 

Штампы для холодной штамповки  могут быть квалифицированы по 3 признакам: 1) технологическому (по роду операций и их совмещенности), 2) конструктивному (по способу направления), 3) эксплутационному (по способу подачи заготовки и  удаление деталей и отходов).

По технологическому признаку штампы разделяются на типовые группы по роду выполняемых операций: штампы для отрезки, гибки, вытяжки, формовки, объемной штамповки, сборочные штампы, комбинированные штампы.

По совмещенности операций штампы делятся на простые (однооперационные) и комбинированные, предназначенные  для выполнения нескольких операций. Комбинированные штампы делятся  в свою очередь на штампы: 1) последовательного  действия, где изготовление детали происходит за несколько переходов  под разными пуансонами при последовательном перемещении заготовки; 2) совмещенного действия, в которых изготовление детали происходит за один ход пресса, при неизменном положении заготовки.

По конструктивному признаку штампы делят на 2 группы: 1) штампы без  направления, 2) штампы с направляющими  устройствами.

Штампы без направляющих просты, имеют малый вес и габариты, неудобны при установке, опасны в  работе. Штампы без направляющих устройств  применяются только в мелкосерийном  производстве. Штампы с направлением более сложны в изготовлении, но имеют повышенную стойкость, удобны при установке. Применяются в  серийном, крупносерийном и массовом производстве.

По эксплуатационному  признаку штампы различаются:

1) По способу подачи  и установки заготовки. В данном  случае применяются штампы с  ручной и автоматической подачей.  Штампы с ручной подачей отличаются  конструкцией применяемого упора,  а штампы с автоматической  подачей разнятся по способу  подачи ленты или штучных заготовок.

2) По способу удаления  деталей. При этом детали в  штампах могут удаляться или через отверстие в матрице на провал, или с обратной вставкой в ленту, или выталкиванием на поверхность штампа и ручным снятием, а также с помощью обратного выталкивания и автоматическим сбросом.

3) По способу удаления  отходов, которые могут удаляться в виде остатков полосы или ленты. При крупных деталях отход удаляется вручную. При обрезке деталей отход разрубают на две или три части, и он сваливается. Отход может удаляться автоматически с помощью пневматических, механических, пружинных сбрасывателей, которые применяются главным образом при небольших деталях массового производства.

Конструкцию штампа выбирают согласно виду производства. При мелкосерийном производстве выбирают универсальные переналаживаемые штампы, обеспечивающие повышенную точность штамповки, быструю переналадку, обладающие повышенной стойкостью. В крупносерийном и массовом производстве применяют штампы с направляющими колонками и упрощенные штампы, они надежны в эксплуатации, удобны при установке, обладают повышенной стойкостью.

Для изготовления основных деталей штампов - пуансонов и матриц применяются инструментальные стали У7А 48А и т.д. или высокопрочные легированные стали марок ХВГ, Х12Ф1, Х12М (HRC 54-60), вольфрам - кобальтовые твердые сплавы марок ВК-8, ВК-15, ВК20, ВК25, ВК30 (HRC 85-89).

В некоторых случаях для  изготовления пуансонов и матриц вытяжных и формовочных штампов  может применяться резина марок 3311, 1847, отвер-жденные эпоксидные смолы  марок ЭД - 5, ЭД - 6, Э - 40.

При массовом и крупносерийном производстве снижение расхода материала  и трудоёмкости изготовления достигается  не только приданием детали более  совершенных форм, но также и в  результате применения сложных штампов  и устройств для механизации  и автоматизации процесса. С уменьшением  масштаба производства всё большая  доля стоимости изготовления детали начинает приходиться на стоимость штампа. В таких случаях оказывается более выгодным применение упрощённых и универсальных штампов даже при повышенном расходе материала и увеличении трудоёмкости. При изготовлении сложных деталей может оказаться целесообразным совмещать несколько операций в одном штампе. Очень мелкие детали рекомендуется изготовлять в комбинированных штампах, дающих полностью законченные детали. Такие же штампы целесообразны и при штамповке весьма крупных деталей.

В большинстве других случаев  при соблюдении всех требований технологического характера изготовление штампованных деталей может быть осуществлено различными технологическими способами. При этом решающую роль при выборе технологического процесса и типа штампа имеют вопросы экономической целесообразности.

Наибольшие затруднения  возникают при выборе  типа штампа совмещённого или последовательного  действия. Оба типа штампов, как и  сами способы штамповки, имеют достоинства  и недостатки, и определённые ограничения  как технологического, так и экономического характера.

Возможность применения последовательной многорядовой штамповки мелких деталей  определяется главным образом масштабами производства и экономической целесообразностью. Обычный рост стоимости штампов меньше, чем кратность штамповки. В результате решения указанных технологических вопросов выявляется технологическая схема штампа, которая должна отражать:

- тип штампа в соответствии  с характером производимых деформаций; количество одновременно выполняемых операций или переходов (совмещённость); способ выполнения операций во времени (последовательно или параллельно); количество одновременно штампуемых деталей; схему расположения рабочих частей штампа; способ подачи и фиксации материала или заготовки в штампе; способ удаления деталей или отходов.

Технологическая схема штампа является заданием для его конструирования.

Выбор оборудования для различных  операций штамповки может быть произведён, если известны следующие данные:

- вид операции и количество  деталей в партии;

- усилие, необходимое для  выполнения данной операции;

- величина хода пресса  и мощность привода;

- закрытая высота пресса, размер стола и т.д.

В среднесерийном производстве рекомендуется применять универсальные  прессы. В крупносерийном производстве, где за каждым рабочим местом закреплены определённые детали, универсальные  прессы снабжаются автоматическими  устройствами для подачи заготовок, удаления деталей и для удаления отходов.

При производстве детали «Собачка»  целесообразно использовать комбинированный  штамп. Штамп комбинированного действия предполагает одновременно пробивку отверстий  и вырубку по контуру. Вырубка  и пробивка являются операциями отделения  части листа по замкнутому контуру в штампе, после чего готовая деталь и отход проталкиваются в матрицу.

По рассчитанному усилию подобрали пресс К2114. После выбора пресса по усилию, необходимо проверить его по мощности. В случае перегрузки по мощности происходит затормаживание и резкое падение числа ходов пресса, что свидетельствует о перегрузке мотора.

Закрытая высота пресса –  расстояние от подштамповочной плиты  до ползуна в нижнем его положении при наибольшей величине хода и наименьшей длине шатуна – должна соответствовать закрытой высоте устанавливаемого штампа. Габариты стола и ползуна должны обеспечивать возможность установки и закрепления штампов и подачу заготовок.

 

 Основные технические  характеристики кривошипных прессов: