Разработка технологии изготовления передней панели измерителя ёмкости

Выбор материала

Оценка технологичности

Расчет операции гибки

Раскрой материала

Выбор метода изготовления

Расчет усилия вырубки и пробивки

Расчет размеров матрицы и пуансонов

Расчет толщины матрицы

Расчет резиновой прокладки

Расчет механической операции сверления

Описание работы штампов

Структурная схема технологического процесса изготовления детали

Операционный технологический процесс изготовления детали

Перечень технологического оборудования

Список литературы

операция технологический гибка деталь

Введение

Целью данной работы является разработка технологического процесса производства передней панели устройства, в соответствии с требованиями, указанными в техническом задании. В настоящее время практически каждое устройство включает в себя переднюю панель, на которой расположены разнообразные поясняющие надписи, переключатели, индикаторы и тому подобные элементы. Передняя панель служит для управления устройством, а также для защиты внутренних частей устройства от дестабилизирующих факторов. Одной из основных задач, стоящих перед конструктором, работающим в данной области, является разработка техпроцессов, позволяющих производить изделия, удовлетворяющих техническому заданию, при минимизации стоимости их производства. В условиях массового производства добиться этого можно с использованием процесса холодной штамповки.

Техническое задание

Разработать технологический процесс и технологическую оснастку для изготовления передней панели измерителя ёмкости. Объём производства 1000 шт.

Назначение прибора

Данный прибор предназначен для измерения ёмкости. Эксплуатация прибора должна осуществляться в закрытых наземных или подземных помещениях с искусственно регулируемыми климатическими условиями.

Выбор материала

Материал, применяемый для изготовления холодноштампованных изделий должен соответствовать не только по назначению и условиям работы, но и по технологическим требования.

Наиболее распространенными материалами в холодной штамповке являются различные сорта сталей и алюминиевые сплавы.

Принимая во внимание высокие пластические характеристики относительно низкую цену сплава АМг5 ,выбираем данный материал для изготовления передней панели.

Оценка технологичности

Наиболее простым и дешёвым методом получения контура деталей и отверстий является холодная штамповка. Поэтому данным методом следует получить как можно большее число отверстий.

Материалом для изготовления передней панели является сплав АМг5. При штамповке деталей из сплава АМг5 наименьший размер (диаметр, длина) пробиваемых отверстий не может быть меньше 1,7s для круглых отверстий, 1,8 s для квадратных, 1,6s для прямоугольных, 1,2s для овальных, где s - толщина материала. Так как s=2 мм, круглые отверстия 6мм, 8мм, овальные отверстия длиной 10мм и прямоугольное отверстие 25х85 мм получаем пробивкой. Отверстия 3мм и отверстия с резьбой М4 выполняем сверлением.

Рис. 1

Расчёт операции гибки

Рассчитаем операцию гибки для детали, показанной на рис.1. Толщина материала S=2 мм. Материал детали - сплав АМг5 . При Х=0,455. Следовательно, длина плоской заготовки:

Lз = l3 += l3 +

где =16-=16- = 11,09 мм

=30-=30-=20,18 мм

l3 = 276 - (16+)=276 - (16+)=234,18 мм

Lз =234,18 + =327,56 мм

Рис. 2

Раскрой материала

Размеры вырубаемой детали b x c=327,56 х 148 мм, толщина материала 2 мм

Минимальная величина перемычки для толщины материала мм равна 1,6 мм

Ширина полосы :

.

Здесь b= 327,56 мм, а=1,6мм ,?=1,4 мм, Z=1мм

Bном=327,56 + 21,6 + 21,4+21=334,56 мм

Стандартные размеры листов для стали 10002000 мм.

Из такого листа получится полоса длиной 1000 мм.

n1= = =5

Шаг вырубки t при перемычке равной 1,6 мм: t=148+1,6=149,6 мм.

Следовательно, из полосы получится n2= =6

Из листа получится деталей n1 n2=65=30

Вес листа =(0,2см100см200см)2,7г/см3=10800 г=10,8 кг.

Норма расхода материала равна = = 0,36 кг.

Выбор метода изготовления

Холодная штамповка, являющаяся одним из наиболее распространенных видов обработки давлением металлов и неметаллических материалов, представляет собой процесс формообразования заготовок или готовых деталей, механическим воздействием частей штампа непосредственно исполнительного механизма на материал заготовки (ленту, проволоку, полосу).

Холодную листовую и объемную штамповку успешно применяют на заводах, выпускающих автомобили, мотоциклы, тракторы, самолеты, вагоны; в электротехнической и радиотехнической промышленности; при производстве приборов, часов и многих других предметов народного потребления.

По сравнению с горячей штамповкой холодная имеет ряд пре-имуществ: нет операции нагрева металла, поверхностный слой ме-талла не окисляется (не образуется окалина), изделия получаются более точными по размерам и с меньшей шероховатостью поверх-ности.

По сравнению с обработкой резанием холодная штамповка по-зволяет сократить расход металла, так как металл не отделяется в стружку, уменьшить трудоемкость изготовления изделий и повы-сить производительность труда. Одновременно холодная обработка давлением обеспечивает упрочнение обрабатываемого металла, что позволяет делать детали более легкими, менее металлоемкими и более износостойкими.

Основными особенностями холодной штамповки являются: высокая производительность и дешевизна изделий в силу чрезвычайно малой длительности выполнения операции, исчисляемой долями минуты, взаимозаменяемость получаемых деталей, возможность включения в единый технологический процесс изготовления детали вместе с механической обработкой, резанием, сваркой, пайкой и др., благоприятные условия для полной или частичной автоматизации управления процессом.

Поэтому для изготовления передней панели прибора выбираем холодную штамповку.

Расчёт усилия вырубки и пробивки

Потребное усилие пресса: , где s=2 мм

Сплав АМг5: кг/мм2.

коэффициент .

Для внешнего контура

L=(327,56+148)2=951,12 мм

Pпр=951,12219,61,07= 39,9 т

Для окна 25 85

L=(25+85)2=220

Pпр=220219,61,07= 9,3т

Отверстие 8

L=83,14=25,12 мм

Pпр=25,12219,61,07= 1,06 т

Отверстие 6

L=63,14=18,84 мм

Pпр=18,84219,61,07= 0,8 т

Овальное отверстие 15

Pпр=22,13219,61,07=0,93 т

Суммарное усилие: Р=39,9+9,3+3*1,06+2*0,8+2*0,93=55,48 т

Расчёт размеров пуансона и матриц

Так как матрица в процессе эксплуатации изнашивается, размер отверстия в матрице постепенно увеличивается, то при изготовлении штампа размеры матрицы изготавливают по наименьшему размеру и учитывая, что между пуансоном и матрицей всегда должен быть некоторый минимальный зазор, то размеры пуансона и матрицы будут следующие

1) Контур

Пуансон: Lп-д1==(24-0,52- 0,14)-0,02= 23,34-0,02 мм

Lп-д2==(279,56-1,3-0,14)-0,02= 278,12-0,02 мм

Lп-ш1==(128-1- 0,14)-0,02= 126,86-0,02 мм

Lп-ш2==(10-0,36- 0,14)-0,02= 9,5-0,02 мм

Матрица:

Lм-д1 ==(24-0,52)+0,04=23,48+0,04 мм

Lм-д2==(279,56-1,3)+0,04=278,26+0,04 мм

Lм-ш1 ==(128-1)+0,04=127+0,04 мм

Lм-ш2 ==(10-0,36)+0,04=9,64+0,04 мм

2) Отверстие 8+0,36

Lп==(8+0,36)-0,02 =8,36-0,02 мм

Lм ==(8+0,36+0,14)+0,04=8,5+0,04 мм

3) Отверстие 6+0,3

Lп==(6+0,3)-0,02=6,3-0,02 мм

Lм ==(6+0,3+0,14)+0,04 =6,44+0,04 мм

4) Окно

Пуансон: Lп-д==(85+0,87)-0,02=85,87-0,02 мм

Lп-ш==(25+0,52)-0,02=25,52-0,02 мм

Матрица:

Lм-д ==(85+0,87+0,14)+0,04=86,01+0,04 мм

Lм-ш ==(25+0,52+0,14)+0,04=25,66+0,04 мм

5) Овальное отверстие

Пуансон: Lп-д==(15+0,43)-0,02=15,43-0,02 мм

Lп-ш==(10+0,36)-0,02=10,36-0,02 мм

Матрица:

Lм-д ==(15+0,43+0,14)+0,04=15,57+0,04 мм

Lм-ш ==(10+0,36+0,14)+0,04=10,50+0,04 мм

Расчёт толщины матрицы

Толщина матрицы определяется из следующей зависимости, мм:

,

Где коэффициент определяется по справочнику и при :

,

Округлим до ближайшего большего числа из следующего ряда чисел: 8, 10, 12, 16, 20, 25, 28, 32, 36, 40, 45, 50, 56, 63, 71, 80. Таким образом, толщина матрицы равна: .

По справочнику определяем диаметр винтов и штифтов для крепления матрицы. При усилии кН и при наибольшем габаритном размере матрицы больше 400 мм диаметр винтов будет М12 мм, а штифтов 10 мм.

Расчёт резиновой прокладки

Наибольшее допускаемое (полное) сжатие резинового буфера определяется по формуле: , где при относительном сжатии буфера на 30%; ? высота буфера в свободном состоянии. Отсюда . При таком сжатии буфер не подвергается интенсивному изнашиванию и работает стабильно в течение длительного времени. Так как требуемая величина рабочего хода составляет 12мм, . Берём толщину прокладки 40мм.

При размещении резинового буфера необходимо учитывать, что при сжатии происходит выпучивание его цилиндрической поверхности, и при этом .

При выборе буфера необходимо соблюдать условие: . Наименьший размер буфера - 400 мм. Следовательно, высота буфера не должна превышать 120 мм. Данное условие выполнено.

Расчёт механической операции сверления

1) Рассчитываем скорость резания, осевую силу и крутящий момент при сверлении отверстия диаметром 3,6 мм и длиной 2 мм в детали из алюминиевого сплава АМг5 (=19,6 кг/мм2 НВ=60), сверлом из быстрорежущей стали Р6М5. Чистота обработки - Rz40.

По справочнику находим, что при сверлении алюминиевого сплава быстрорежущими сверлами при диаметре сверла 3,6 мм оптимальная стойкость инструмента T=20 мин.

По справочнику находим, что при сверлении алюминиевого сплава сверлом 3,6 мм подача S0 должна быть S0=0,1 мм/об.

По справочнику находим, что при сверлении алюминиевого сплава сверлом из быстрорежущей стали при подаче S0=0,1 мм/об, Cv=36,3 , qv=0,25 , y=0,55 , m=0,125

По справочнику находим, что поправочный коэффициент на инструментальный материал

По справочнику находим, что при отношении длины сверления к диаметру сверления менее трёх

Находим скорость резания:

v = == 122 м/мин

Найдём величины осевой силы P0 и крутящего момента Mpeз.

По справочнику находим, что ; ; ; ; ; .

При сверлении алюминиевого значение коэффициента определяется по формуле: , где .

P0=9,83,60,10,7=1,9 кгмм/мин2

Mрез=0,0052,00,10,8=0,003 кг/мм

1) Рассчитываем скорость резания, осевую силу и крутящий момент при сверлении отверстия диаметром 3 мм и длиной 2 мм в детали из алюминиевого сплава АМг5 (=19,6 кг/мм2 НВ=60), сверлом из быстрорежущей стали Р6М5. Чистота обработки - Rz40.

По справочнику находим, что при сверлении алюминиевого сплава быстрорежущими сверлами при диаметре сверла 3 мм оптимальная стойкость инструмента T=20 мин.

По справочнику находим, что при сверлении алюминиевого сплава сверлом 3 мм подача S0 должна быть S0=0,1 мм/об.

По справочнику находим, что при сверлении алюминиевого сплава сверлом из быстрорежущей стали при подаче S0=0,1 мм/об, Cv=36,3 , qv=0,25 , y=0,55 , m=0,125

По справочнику находим, что поправочный коэффициент на инструментальный материал

По справочнику находим, что при отношении длины сверления к диаметру сверления менее трёх

Находим скорость резания:

v = == 117 м/мин

Найдём величины осевой силы P0 и крутящего момента Mpeз.

По справочнику находим, что ; ; ; ; ; .

При сверлении алюминиевого значение коэффициента определяется по формуле: , где .

P0=9,830,10,7=1,53 кгмм/мин2

Mрез=0,0052,00,10,8=0,0019 кг/мм

Описание работы штампов

Рис. 3

Гибку детали типа показанной на рис. 3 приходится выполнять за две операции: предварительную и окончательную. Штамп для предварительной гибки показан на рис.4 Верхняя подвижная часть штампа к состоит из плиты 5, пуансонодержателя 10, пуансона 9, хвостовика 15 и каленой прокладки 8, расположенной между верхней плитой и пуансоном.

Нижняя неподвижная часть содержит плиту 6 с устанавливаемыми на ней при помощи винтов и штифтов прокладки 7 и матрицы 4. При движении пуансона вниз в процессе гибки заготовка защемляется между пуансоном и выталкивателем, что предотвращает ее смещение при гибке. При установке на штамп плоская заготовка ориентируется относительно частей штампа при помощи штифтов 25. При движении подвижной части вверх под действием выталкивателя 2 заготовка выталкивается из матрицы и снимается с пуансона съемниками 12.

Рис. 4

Штамп последовательного действия предназначен для вырубки наружного контура и пробивки отверстий. Конструкция штампа показана на рис. 5. Штамп состоит из нижней неподвижной части, прикрепляемой к столу пресса и верхней подвижной части, прикрепляемой к ползуну пресса.

Конструктивной основой нижней неподвижной части штампа является нижняя плита 6, прикрепляемая болтами к неподвижному столу пресса. На нижнюю плиту установлена матрица 3, имеющая отверстия, служащие для вырубки наружного контура детали и для пробивки в ней отверстий. Матрица ориентируется относительно нижней плиты при помощи штифтов 23 и прикрепляется к ней при помощи болтов 19.

Конструктивной основой верхней подвижной части штампа является верхняя плита 5. В плите 5 установлен хвостовик 16, при помощи которого она прикрепляется к ползуну пресса, от которого и получает движение вверх-вниз. На верхней плите находится пуансонодержатель 14, в котором установлен пуансон 9, служащий для вырубки детали по наружному контуру, и пуансоны 10,11,12, предназначенные для пробивки в детали отверстий.

Пуансонодержатель и пуансоны ориентируются относительно верхней плиты при помощи штифтов 24 и прикрепляются к ней при помощи болтов 18. Между пуансонами и верхней плитой находится каленая прокладка 7, воспринимающая при вырубке давление пуансонов и предотвращающая тем самым разбивание пуансонами сырой (незакаленной) верхней плиты.

Верхняя и нижняя части штампа ориентируются и направляются относительно друг друга при помощи втулок 1 и колонок 2.

Работает штамп следующим образом:

Полоса из которой вырубаются детали, вручную подается в штамп и направляется при помощи направляющей 4. При движении подвижной части вниз съемник 14 подходит к полосе и останавливается. При дальнейшем движении подвижной части резина сжимается, пуансоны выдвигаются из съемника, при этом пуансоны 10,11,12 производят пробивку отверстий, а пуансон 9 - вырубку наружного контура детали. Отход, полученный при пробивке отверстий и вырубленные детали проваливаются вниз через отверстия. В крайнем нижнем положении пуансоны на некоторой длине находятся в отверстиях матрицы, а полоса - надета на пуансоны.

При движении подвижной части вверх резина распрямляется, при этом съемник перемещается относительно пуансонов вниз и снимает с них полосу, которая остается на матрице.

Затем рабочий приподнимает полосу и перемещает ее влево до упора поверхностью полосы, полученной при вырубке наружного контура, в упор 15, установленный на матрице. В результате под пуансоном 9, производящим вырубку наружного контура, оказываются отверстия, полученные при предыдущем ходе подвижной части пуансонами 10,11,12.. Таким образом, заданное расположение отверстий в детали относительно ее наружного контура обеспечивается самим штампом

Рис. 5

Штампы последовательного действия отличаются высокой производительностью, однако взаимное расположение отверстий и наружного контура получается при их использовании не очень точным.

Структурная схема маршрутного технологического процесса изготовления детали

Рис. 6

Операционный технологический процесс изготовления детали

Перечень технологического оборудования

Список литературы

Романовский В.П. «Справочник по холодной штамповке» ? 6-е изд., перераб. и доп. - Л.: Машиностроение, 1979. - 520с.

Справочник конструктора штампов: листовая штамповка / Под общ. ред. Л.И. Рудмана. - М.: Машиностроение, 1988. - 496 с.

Справочник технолога-машиностроителя. В 2 т., т.2 / Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. ? 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1985. - 49

1. Размещено на www.allbest.ru