52

Федеральное агентство по образованию

Государственное учреждение высшего профессионального

Образования

Самарский государственный аэрокосмический университет имени

академика С. П. Королёва

Кафедра производства летательных аппаратов

и управления качеством в машиностроении

Проектирование типового технологического процесса

Изготовление детали вытяжкой

Расчёт и проектирование технологического процесса и штамповой оснастки для изготовления детали из

листового материала

Пояснительная записка к курсовому проекту

Выполнил: студент группы 1410 И. Д. Кабакова

Проверил: Е. П. Смеляков

Самара 2009

ЗАДАНИЕ

Для выполнения данной работы выдана следующая деталь.

Рисунок 1- Заданная деталь

Название детали: колпачок

Материал: Д16чТ л 1,0

Таблица 1 - Исходные размеры детали

№ варианта
31-2	42	36	25	2	25

Таблица 2- Механические свойства листового материала Д16чТ

Марка материала	Состояние материала
АМг6М	отожжённый	450	300	360	19	25		0,17	712

РЕФЕРАТ

Курсовая работа

Пояснительная записка: 32 с., 5 рис., табл., 1 карта технологического процесса, 5 источников.

Графическая документация: 2 листа А1.

САМОЛЁТОСТРОЕНИЕ, ХОЛОДНАЯ ШТАМПОВКА, ВЫТЯЖКА, ДЕТАЛЬ, ТЕХНОЛОГИЧНОСТЬ, РАСКРОЙ ЛИСТА, РАСЧЁТ ПАРАМЕТРОВ, ПРОЦЕСС ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ, ШТАМП ДЛЯ ВЫРУБКИ_ВЫТЯЖКИ, ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ

В данной работе проведен анализ технологичности детали в соответствии с технологическими требованиями. Определена развёртка детали с размером, оптимальный раскрой листа размером. Определено усилие резки , по каталогу подобраны гильотинные ножницы модели Н - 472. Найдены усилия вырубки заготовки , по каталогу подобран пресс К113. Определена последовательность и количество операций вытяжки, определены усилия вытяжки , подобран пресс К 113 . Заполнена карта технологического процесса заготовительно-штамповочных работ как результат выполнения данной работы.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

Технологическая часть проекта

1 Технологический анализ конструкции детали

2 Составление вариантов плана изготовления детали и выбора наиболее

целесообразного из них

2.1 Составление планов изготовления детали

2.2 Определение типа производства

2.3 Расчет технологической себестоимости детали

2.4 Оценка вариантов плана изготовления детали и выбор наиболее

целесообразного из них

3 Определение размеров заготовки детали

4 Раскрой материала и разделительные операции

4.1 Раскрой листа

4.2 Расчет усилия резки и подбор гильотинных ножниц

5 Расчет усилий вырубки заготовки в инструментальном штампе

6 Операции вытяжки листового материала

6.1 Определение количества операций вытяжки и операционных

размеров детали

6.2 Расчет усилий вытяжки и прижима

7 Расчет усилий пробивки отверстий

7.1 Расчет усилий пробивки отверстия в дне детали

Конструкторская часть

8.1 Проектирование штампа совмещенного действия для вытяжки и

Вырубки заготовки

8.2 Описание конструкции штампа

8.3 Описание принципа действия штампа

8.4 Определение исполнительных размеров инструментов

8.5 Расчет деталей штампа на прочность

8.6 Применение в штампе стандартных и нормализованных элементов

9 Требования безопасности

10 Организация и планирование рабочего места штамповщика

Заключение

Список использованных источников

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время процессы холодной штамповки получили широкое распространение, как в машиностроительном производстве, так и в других отраслях промышленности.

Процессы холодной штамповки вследствие высокой производительности и экономической эффективности являются наиболее прогрессивными среди процессов металлообработки.

Холодная штамповка является самостоятельным видом обработки металлов давлением, объединяющих ряд технологических процессов осуществляемых холодной пластической деформацией при помощи различного типа штампов, непосредственно деформирующих металл и выполняющих требуемую операцию.

Холодная штамповка - это один из наиболее прогрессивных технологических методов производства, она имеет ряд преимуществ перед другими видами обработки металлов, как в техническом, так и в экономическом отношениях

Вытяжка представляет собой процесс превращения плоской заготовки в полую деталь любой формы (или дальнейшее изменение её размеров) и производится на вытяжных штампах [1].

1 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ КОНСТРУКЦИИ ДЕТАЛИ

Изучение технологических условий на эту деталь, выяснение её назначения и роли в конструкции узла показывает, что она служит для защиты светофильтра сигнальной лампочки на приборной панели управления самолёта от механических повреждений. Отверстие в центре детали необходимо для того, чтобы был виден свет сигнальной лампочки.

Деталь крепится неподвижно при помощи болтов d=3 мм и расположение отверстий под крепёж должны быть выдержаны достаточно точно (по допускам двенадцатого квалитета).

К точности выполнения всех остальных размеров, в том числе и расстояний между рядами отверстий под крепёж, особых требований не предъявляется, и они могут быть выполнены с любыми технологически необходимыми отклонениями.

Изучение чертежа детали показывает что он оформлен без учета основных технологических требований, т.к. размеры должны быть проставлены в чертеже конструктором, а не получены технологом путём перерасчёта. Данная деталь может быть получена вырубкой по контуру, вытяжкой, пробивкой отверстий.

Определим пластичность материала:

,

не входит в принятое условие

.

Определим отношение удлинения при растяжении:

, не входит в принятое условие.

Сравним относительное сужение материала:

, не входит в принятое условие .

Анализируя данные, делаем вывод: пластические свойства материала Д16чТ низкие и поэтому операции холодной штамповки невозможно выполнить. Целесообразно заменить данный материал на более мягкий отожженный материал Д16чМ. Материал имеет следующие свойства:

,

,

,

,

,

Е=,

n=0,236,

k=365МПа.

Определим минимальный радиус закругления дна по формуле

(1):

,

по чертежу , условие выполняется.

Выберем наименьшие размеры пробиваемых отверстий для алюминия (1,табл. 135)



согласно чертежу d=4,2мм. Условие выполняется - отверстия можно пробивать.

Определим наименьшее расстояние от стенки детали до края отверстия.

Формула имеет вид (1, стр. 281):

Определим по чертежу:

.

Деталь может быть изготовлена холодной штамповкой.

2 СОСТАВЛЕНИЕ ВАРИАНТОВ ПЛАНА ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛИ И ВЫБОР НАИБОЛЕЕ ЦЕЛЕСООБРАЗНОГО ИЗ НИХ

2.1 Составление планов изготовления детали

Нормирование вариантов плана изготовления детали производится по нормативным справочникам. Для каждой операции определяется штучное время без разбивки его на составляющие элементы.

Таблица 3 - Варианты раскроя детали

№ варианта	№ операции	Наименование операции	Технологическая оснастка	Трудоемкость (мин)
1 вариант	1	Настройка гильотинных ножниц			0,00045
	2	Нарезка листа на полосы		0,0069
	3	Снятие заусенцев	Напильник	0,2
	4	Установка, отладка и снятие штампа			0,046
	5	Вырубка заготовки	Вырубной штамп	0,060
	6	Снятие заусенцев	Напильник	0,18
	7	Вытяжка 1 операция	Вытяжной штамп	0,126
	8	Снятие заусенцев	Напильник	0,18
	9	Обсечка фланца	Обсечной штамп	0,122
	10	Пробивка центрального отверстия d=25	Пробивной штапм	0,122
	11	Снятие заусенцев	Напильник	0,18
	?	1,18	0,046
2 вариант	1	Настройка гильотинных ножниц			0,00045
	2	Нарезка листа на полосы		0,0069
	3	Снятие заусенцев	Напильник	0,2
	4	Установка, отладка и снятие штампа n=2			0,023
	5	Вырубка заготовки и вытяжка	Штамп совмещенного действия	0,060
	7	Снятие заусенцев	Напильник	0,18
	8	Обсечка фланца и пробивка центрального отверстия	Штамп совмещенного действия для обсечки фланца, пробивки центрального отверстия	0,122
	9	Снятие заусенцев	Напильник	0,18
	?	0,75	0,023

2.2 Определение типа производства

Тип производства определяется в зависимости от объема производства и производственной программы, габаритных размеров и сложности формы детали.

Анализируя конструкцию детали, возможность её серийного изготовления и годовую программу её выпуска N = 36000 тыс. штук выбираем тип производства среднесерийный по таблице 1 [2].

Оптимальная величина партии запуска определяется по формуле:

,

где - количество деталей в партии запуска, шт.;

- годовая программа производства деталей, шт.;

- число рабочих дней в году, равное 253 дням при двух днях отдыха и продолжительности рабочего дня 8 час;

- необходимый запас деталей на складе в днях (для мелких деталей = 30 дней);

- коэффициент, зависящий от типа серийного производства (для крупносерийного производства ).

Таким образом,

.

Размер партии корректируется в зависимости от конкретных производственных условий. Он должен быть кратным годовой программе выпуска деталей. Максимальный размер партии не должен превышать квартального плана производства деталей.

Найденное количество деталей не кратно годовой программе, что недопустимо. Для обеспечения кратности принимаем партию .

Количество переналадок оборудования в течение года без учета времени на установку, и снятие штампа находят по формуле:

.

В нашем случае количество переналадок оборудования (количество установок и снятий штампов) составит:

.

2.3 Расчет технологической себестоимости детали

Расчет технологической себестоимости детали производится для каждого варианта ее изготовления. При этом подсчитываются только те затраты, которые зависят от рассматриваемого варианта. Рекомендуется исчислять затраты по следующим статьям:

· основные материалы и полуфабрикаты;

· основная и дополнительная заработная плата штамповщиков с начислениями;

· основная и дополнительная заработная плата наладчиков штампов с начислениями;

· эксплуатация оборудования;

· расходы на технологическую оснастку (на ее эксплуатацию и амортизацию).

Затраты на вспомогательные материалы, топливо, электрическую энергию, воду, пар, сжатый воздух, необходимые для технологических целей; амортизационные отчисления от стоимости зданий и сооружений; затраты на текущий ремонт и содержание зданий; заработная плата ИТР, служащих, вспомогательных рабочих и другие расходы, входящие в группу прочих цеховых расходов, а также общезаводские накладные расходы при определении технологической себестоимости детали не учитываются.

Затраты, исчисляемые по каждой из указанных статей, относится к одной детали.

Технологическая себестоимость детали при этом определяется путем суммирования постатейных затрат:

,

где - стоимость материала на 1 деталь;

- основная заработная плата штамповщика, приходящаяся на 1 деталь;

- зарплата наладчика штампов, отнесенная к 1 детали;

- затраты на эксплуатацию оборудования, отнесенные к 1 детали;

- расходы на технологическую оснастку, отнесенные к 1 детали.

Стоимость материалов во всех вариантах рассчитывается по прейскурантным ценам без корректировки на величину транспортно-заготовительных расходов.

,

где - вес листа материала, Q=2,85 кг (на 1 квадратный метр);

- количество деталей, получаемых из листа, шт.;

- стоимость 1кг материала (Д16чМ - 60 руб.).

1 вариант:

2 вариант:

Основная заработная плата рабочих, приходящаяся на 1 деталь, определяется по формуле

,

где - штучное время на операцию, мин.;

- часовая ставка рабочего первого разряда (30 руб.);

- тарифный коэффициент разряда работ в соответствии с рассматриваемым вариантом плана изготовления детали (1,15);

- коэффициент доплат (1,14).

1 вариант:

2 вариант:

Зарплата наладчика, отнесенная к 1 детали, определяется по формуле

,

где - подготовительно-заключительное время на установку и снятие штампа, наладку оборудования и т.д.;

- количество деталей в партии.

1 вариант:

2 вариант:

Затраты на эксплуатацию оборудования складываются из затрат на ремонт оборудования и стоимости электроэнергии, затраченной на изготовление одной детали . Затраты на текущий ремонт определяются по нормативам системы планово-преду-предительного ремонта технологического оборудования машиностроительных предприятий. Отнесённые к одной детали, они составляют:

где коп. - затраты на ремонт оборудования, отнесённые к одной операции;

-количество штамповочных операций по технологическому процессу изготовления детали на данном оборудовании.

Определим для первого и второго вариантов плана изготовления детали:

руб.

руб.

Затраты на силовую электроэнергию, отнесённые к одной детали , приближённо могут быть определены по формуле:



где - время работы на оборудовании;

руб. - стоимость кВтч;

- коэффициент, учитывающий непроизводительные потери электроэнергии при штамповке;

кВт - установленная мощность двигателя пресса.

Определим для первого и второго вариантов плана изготовления детали:

руб.

руб.

Определим расходы на эксплуатацию и амортизацию штампа для первого и второго вариантов плана изготовления детали:

где - стоимость штампа;

- стоимость ремонта и переточки штампа;

- срок погашения затрат на штамп (срок окупаемости);

дет. - годовая программа выпуска деталей.

Ориентировочную стоимость навой оснастки (штампов) определяем по табл. 11 [2].

Для первого варианта:

- стоимость вырубного штампа 6000 руб.;

- стоимость вытяжного штампа (1 шт.) 5000 руб.;

- стоимость пробивного штампа 8000 руб.;

- стоимость обсечного штампа 6000 руб.

руб./дет.

Для второго варианта:

- стоимость комбинированного штампа для вырубки-вытяжки 10000 руб.;

- стоимость штампа для обсечки и пробивки 12000 руб.

руб./дет.

Таким образом, технологическая себестоимость одной детали составит:

руб.;

руб.

2.4 Оценка вариантов плана изготовления детали и выбор наиболее целесообразного из них

Для наглядного представления об экономичности вариантов плана изготовления детали необходимо построить совмещенный график зависимости технологической себестоимости детали от годовой программы . При этом следует иметь в виду, что затраты , , от величины не зависят и для любой программы будут иметь одинаковые значения, тогда как и с увеличением программы будут уменьшаться.

Обозначая

,

,

получим что

.

Технологическая себестоимость годового выпуска деталей при этом может быть выражена формулой:

.

Эта зависимость графически представляется в виде прямой, которая может быть построена по двум точкам.

1 вариант:

.

точка 1: .

точка 2: .

2 вариант:

.

.

точка 1:

точка 2: .

При оценке вариантов плана и выборе наиболее целесообразного из них производится графическое построение зависимости .

3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЗМЕРОВ ЗАГОТОВКИ ДЕТАЛИ

Определение размеров плоской заготовки, подлежащей вытяжке, основано на определении диаметра заготовки.

Для цилиндрической детали с фланцем формула расчёта диаметра заготовки с учётом влияния радиусов закругления имеет следующий вид (1, табл. 32):

.

Учитывая, что после вытяжки детали необходимо произвести обсечку фланца, учтём при расчёте величины заготовки припуск на выполнение этой операции. По таблице 35 (1)он равен для данной детали 2 мм на сторону. Тогда:

мм.

Тогда диаметр заготовки будет равен:

Принимаем диаметр заготовки .



Рисунок 2 - Эскиз развёртки детали

4 РАСКРОЙ МАТЕРИАЛА И РАЗДЕЛИТЕЛЬНЫЕ ОПЕРАЦИИ

4.1 Раскрой листа

Необходимо определить наиболее рациональную схему раскроя листов 1,02,0 м и 1,22,0 м. Анализируя геометрическую форму и размеры заготовки, определяем ширину полосы и шаг расположения заготовок для обоих вариантов раскроя по формуле:

В= D + 2(b +) + z,

где В - номинальная ширина полосы, мм;

D - размер вырезаемой заготовки, мм;

b - наименьшая величина боковой перемычки, b =2мм;

z - гарантийный зазор между направляющими и наибольшей возможной шириной полосы, z =1,5мм;

- односторонний допуск на ширину полосы, =1,2мм.

Шаг вырубаемой заготовки:

, где

D - размер вырезаемой заготовки, мм;

b - наименьшая величина боковой перемычки, мм.

В= 58,9 + 2(2 +1,2)+ 1,5=66,8=67мм

Рисунок 3 - Расположение раскроя листов

Таблица 4 - Расчёт количества заготовок получаемых из листов при различных вариантах раскроя

Габариты листов мм	Варианты раскроя	Количество
		Полос из листа	Заготовок из полосы	Заготовок из листа
1,02,0	а	1000:67=14	2000:61=32	1432=448
	б	2000:67=29	1000:61=16	2916=464
1,22,0	а	1200:67=17	2000:61=32	1732=544
	б	2000:67=29	1200:61=19	2919=551

Произведем расчёт коэффициента использования материала, для этого рассчитаем площадь заготовки:

F=.

,

где - площадь заготовки;

n - количество заготовок из листа;

B,L - габариты листа.



Если , то этот отход используется, т.е. отрезается и применяется для других деталей:

где B,L - габариты листа;

m- количество полос из листа;

p - количество заготовок из полос.

Д₁=2000-(29 67)=62,8 мм

Д₂=1000-(1661)=25 мм.

Полученные отходы используются дальше. Нужно определить коэффициент отходов:

, где

- площадь отходов.

,

Суммарный коэффициент используемого материала:

.

Наиболее экономичным будет раскрой из листа 10002000 - вариант б₁

Рисунок 4 - Расположение отходов при раскрое листа

4.2 Расчёт усилия резки и подбор гильотинных ножниц

Резку листов на полосы будем производить на гильотинных ножницах с наклонным ножом. Ножницы подбирают по усилию резки и длине вырезаемых полос. Расчёт усилия резки:

Р = 0,5=,где

= 16 кг/мм² - для материала Д16чМ л1,0_.

По каталогу выбираем ножницы модели Н - 472:

Техническая характеристика ножниц Н - 472

Наибольшая толщина разрезаемого листа:1,6мм

Наибольшая длина разрезаемого листа:1600мм

Угол наклона верхнего ножа 1^о30^I

5 РАСЧЕТ УСИЛИЙ ВЫРУБКИ ЗАГОТОВКИ В ИНСТРУМЕНТАЛЬНОМ ШТАМПЕ

Заготовку из полосы вырубаем в инструментальном штампе совмещённого действия. Определяем усилие вырубки для внешнего контура:

,

где S_o - толщина материала;

= 16,0 кг/мм² - для материала Д16чМ л1,0.

Определяем усилие снятия полосы с пуансона:

,

где =0,08 [1, табл. 6].

.

Усилие проталкивания заготовки через матрицу (на провал):

,

где =0,1[1, с. 21];

;

h=5 мм- высота цилиндрической части проема матрицы (принимаем ориентировочно);

.

Общее усилие пресса, необходимое для выполнения операций вырубки заготовки, составит:

,

где =1,2 [1]- коэффициент, учитывающий износ режущих кромок, разнотолщинность материала и др.:

.

6 ОПЕРАЦИИ ВЫТЯЖКИ ЛИСТОВОГО МАТЕРИАЛА

6.1 Определение количества операций вытяжки и операционных размеров детали

Технологические расчёты при вытяжке цилиндрической детали состоят в определении допустимой степени деформации, нахождении требуемого количества последовательных операций вытяжки и подсчёте пооперационных размеров детали.

Определим количество операций необходимых, чтобы провести вытяжку детали, для этого определим относительную толщину материала Д₁:

,

где S_o - толщина материала;

D_З - длина заготовки.

Коэффициент вытяжки для первой операции[2 - табл45]: .

.

Коэффициент первой вытяжки для цилиндрической детали с фланцем определяют по формуле:

,

где -диаметр фланца.

.

Определяем диаметр d₁ при первой операции вытяжки по формуле:

Учитывая, что d₁ меньше d чертежа, деталь изготавливается за одну операцию вытяжки. Исходя из чертежа, принимаем d=38мм.

Радиусы закруглений рабочих кромок матрицы и пуансона принимаем r=2 мм.

6.2 Расчёт усилий вытяжки и прижима

Расчёт усилий вытяжки и прижима ведётся по приближенным инженерным формулам без учета действительных напряжений, возникающих в стенках детали при штамповке.

Определим усилия вытяжки для первой операции:

,

где=0,58-коэффициент для вытяжки цилиндрических деталей с широким фланцем.

Определим усилие прижима:

гдеF - площадь заготовки , находящейся под прижимом;

q - усилие, которое приходится на единицу площади заготовки, находящейся под прижимом: q = .



Таким образом, для выполнения 1-й операции вытяжки усилие составит:

Выбор пресса ведётся по каталогу исходя из общего усилия выполнения комбинированных операций и хода ползуна:

,

По каталогу наиболее близко подходит модель пресса К - 113 с характеристиками:

Усилие пресса 25 т;

Ход ползуна 64 мм;

Число ходов ползуна в мин. 110;

Размер стола: спереди - назад 320 мм;

справа - налево 480 мм.

7 РАСЧЕТ УСИЛИЙ ПРОБИВКИ ОТВЕРСТИЯ

7.1 Расчет усилия обсечки фланца и пробивки отверстия

Определяем усилие обсечки фланца:

Принимаем, что отход от обсечки фланца разрезается на ножах:

Усилие снятия детали с пуансона и удаления ее из проема матрицы будет:

,

где=0,12-коэффициент для определения усилия снятия с пуансона [1,табл 6].

Общее усилие для этой операции:

Определяем усилие пробивки отверстия d=25 мм:

Принимаем, что отход от пробивки отверстия удаляется на провал:



где=0,1 [1,с. 21];

.

Усилие снятия детали с пуансона и удаления ее из проема матрицы будет:

,

где=0,08-коэффициент для определения усилия снятия с пуансона [1,табл 6].

Общее усилие для этой операции:

Таким образом суммарное усилие для обсечки фланца и пробивки отверстия будет Р=75,24+44,75=120 кН.

По каталогу выбираем пресс К113.

8 ПРОЕКТИРОВАНИЕ ШТАМПА СОВМЕЩЕННОГО ДЕЙСТВИЯ ДЛЯ ВЫТЯЖКИ И ВЫРУБКИ ЗАГОТОВКИ

8.1 Описание конструкции штампа

Штамп для вырубки заготовки и вытяжки состоит из верхней и нижней части. Верхняя часть состоит из верхней опорной плиты, пуансономатрицы с держателем, выталкивателя и хвостовика. Нижняя часть включает в себя нижнюю опорную плиту, вытяжной пуансон с пуансонодержателем, матрицу и прижим. Центрирование верхней и нижней части штампа осуществляется с помощью колонок и направляющих втулок.

8.2 Описание принципа действия штампа

Полоса подается в штамп через съемник и фиксируется по упору. При прямом ходе пресса рабочими кромками пуансономатрицы и матрицы производится вырубка заготовки. Одновременно рабочими поверхностями пуансономатрицы и пуансона производится формообразование детали, при этом часть заготовки под пуансономатрицей фиксируется с помощью прижима . На обратном ходе деталь извлекается из пуансономатрицы с помощью выталкивателя, отход полосы снимается с пуансономатрицы с помощью съемника полосы. Отштампованная деталь из рабочей зоны штампа удаляется импульсом сжатого воздуха. Затем полоса передвигается на шаг и процесс повторяется.

8.3 Определение исполнительных размеров инструмента. Исполнительные размеры матрицы

м=0,03 мм - допуск на изготовление инструмента .

Исполнительный размер для пуансона:

где Z-зазор между матрицей и пуансоном по табл. 11

мм

- допуск на изготовление пуансона

Расчет исполнительных размеров матрицы и пуансона для вытяжки детали определяем по формуле в табл.246 (1).

Исполнительный размер вытяжной матрицы

,где

- допуск на изготовление детали по 12 квалитету.

- допуск на изготовление матрицы по 9 квалитету.

Исполнительный размер вытяжного пуансона

,где

- Зазор между вытяжными матрицей и пуансоном.

мм-допуск на изготовление пуансона по 9 квалитету.

8.4 Расчет деталей штампа на прочность

Расчет исполнительных размеров инструмента при вырубке заготовки производим по формулам в табл. 243 (1).

Расчет матрицы на прочность

Определение размеров вырубной матрицы. Методику расчета размеров матрицы принимаем по работе (3) .

Вначале определим по эмпирической зависимости высоту матрицы:

,

гдеSo=1,0 - толщина заготовки

Км - 1 - коэффициент, зависящий от прочности материала заготовки

.

Дополнительно проверим достаточность высоты матрицы по формуле:

,

где Р= 70,2 кН - необходимое усилие для вырубки заготовки.

.

Затем, используя большее значение высоты, выберем наиболее подходящее значение высоты из предпочтительного ряда Нм=20 мм.

Расчет пуансономатрицы на прочность

В спроектированном штампе пуансономатрица, которая является с одной стороны инструментом для вырубки заготовки, а с другой - вытяжки, требует выполнения поверочного расчета ее на сжатие, прочность от радиальной нагрузки и смятие опорной поверхности. Расчет стенки инструмента на сжатие производим по формуле

, где

-площадь сечения стенки пуансономатрицы.

[]сж=100кг/мм2(1)

[]сж =11239/1529,3=7,35 кг/мм 7,35 <100 -

условие прочности выполняется

Расчет опорной поверхности головки пуансона на смятие производится по формуле:

давление от торцов заготовки при ее проталкивании через матрицу.

мм - величина натяга

Модуль упругости материала заготовки и инструмента соответственно

- коэффициент Пуансона материала заготовки

Допустимые напряжения на сжатие стенки []сж=1000 Мпа

368,1<1000-условия прочности выполняется

Расчет инструмента на смятие опорной поверхности

производим по формуле

, где

кН - суммарное технологическое усилие штамповки

мм

-площадь опорной поверхности инструмента

[]см=10 кг/мм2 (1)

5,34<10 - условия прочности соблюдаются.

8.6 Применение в штампе стандартных и нормализованных элементов

При разработке штампа для снижения затрат на его изготовление необходимо стремиться к максимальному использованию в конструкции стандартных и нормализованных элементов. В спроектированном штампе применены стандартные детали блока (ГОСТ 13125-83)- опорные плиты, направляющие колонки и втулки, хвостовик (ГОСТ 16718-71), крепежные детали - винты и штифты. Другие детали штампа должны изготавливать по специальным рабочим чертежам. Для таких деталей предусматривается использовать дешевые и широко распространенные материалы.

Так, для изготовления деформирующих частей- пуансонов, матрицы, пуансономатрицы- углеродистая инструментальная сталь У10 А; для выталкивателя и толкателей сталь 45, для подкладных плит У8А , для держателей деформирующих деталей - Ст3. Степень использования стандартных и нормализованных деталей оценивается коэффициентом стандартизации:

, где

и - количество стандартных деталей и общее количество деталей в штампе соответственно.

Для разработанного штампа К ст 0,7

9 ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ

9.1 Общие требования безопасности

9.1.1 Опасными факторами при работе на прессах являются неогражденные движущиеся и вращающиеся механизмы прессов, штампы.

9.1.2 К работе штамповщиком (прессовщиком) допускаются лица не моложе 18 лет, прошедшие медосмотр, обучение, проверку знаний безопасных приемов труда и проинструктированные по охране труда.

9.1.3 Обязанность рабочих и служащих соблюдать правила и нормы охраны труда является составной частью производственной дисциплины. Лица, не выполняющие требования данной инструкции, нарушают производственную дисциплину и привлекаются к дисциплинарной или уголовной ответственности в зависимости от характера и последствий нарушения.

9.1.4 Лица в состоянии алкогольного, наркотического или токсического опьянения к работе не допускаются.

9.1.5 Контроль за соблюдением рабочими и служащими трудовой дисциплины, правил внутреннего трудового распорядка и требований, изложенных в правилах, нормах и инструкциях по охране труда возлагается на мастера участка или другого непосредственного руководителя.

9.2 Требования безопасности перед началом работы

9.2.1 Приступая к работе после длительного перерыва (болезни, отпуска, командировки, травмы и т.д.), а также при получении незнакомой работы или выполнении работ, не входящих в круг ваших обязанностей, требуйте от мастера внепланового инструктажа по охране труда.

9.2.2 Правильно наденьте чистую и исправную спецодежду и спецобувь. Волосы уберите под головной убор, женщины должны убрать волосы под косынку и заправить ее концы. Не держите в карманах одежды металлические предметы с острыми концами. 9.2.3 Подготовьте исправные средства индивидуальной защиты - щитки, рукавицы и т.п.

9.2.4 Наведите порядок на рабочем месте. Освободите проходы и проезды от посторонних предметов, готовых изделий и мусора.

9.2.5 Проверьте и убедитесь в исправности: всех частей пресса и правильности их взаимодействия;

пусковой аппаратуры (кнопок, педалей, рычагов и т.п.);

действия тормоза и муфты сцепления;

штампа (штампов, пуансонов, оправок) и правильности его (их)

установки;

заземляющего провода и контакта его соединения.

9.2.6 Проверьте наличие и надежность крепления защитных ограждений всех открытых движущихся и вращающихся частей оборудования, расположенных на высоте до 2,5 м от уровня пола, особенно ограждений рабочей зоны.

9.2.7 Проверьте исправность ручного инструмента (пинцетов, крючков и др.), предусмотренного технологией для выполнения данной операции.

9.2.8 При совмещении работы пресса и ротора - манипулятора проверьте функционирование всех устройств, обеспечивающих безаварийную работу робототехнологического процесса (РТК).

9.2.9 Проверьте работу пресса и РТК на холостом ходу.

9.2.10 Проверьте крепление металла (бунта) в бунтодержателе или на катушке и работу металлоподающего устройства.

9.2.11 Проверьте исправность грузоподъемного механизма и грузозахватных приспособлений (стропов, траверс, кассет).

9.2.12 Отрегулируйте местное освещение так, чтобы свет не слепил вам глаза и хорошо освещалась рабочая зона.

9.2.13 Проверьте надежность закрытия приямка для сбора металлоотходов, подготовьте исправную тару для них.

9.2.14 Убедитесь в исправности винтового стула, установите его устойчиво и отрегулируйте по высоте так, чтобы при работе не были стеснены движения рук и ног.

9.2.15 Мерительный инструмент и приспособления разложите в удобном для работы порядке.

9.2.16 При обнаружении каких - либо неполадок в работе пресса доложите мастеру, до устранения неполадок к работе не приступайте. Не производите ремонт и переделку пресса самостоятельно.

9.2.17 Знайте места расположения телефона, аптечки, средств пожаротушения и умейте ими пользоваться.

9.3 Требования безопасности во время работ

9.3.1 Работайте только на том оборудовании, к которому вы допущены, выполняйте только ту работу, которую поручил вам мастер.

9.3.2 Перед включением пресса в работу убедитесь, что на нем нет каких - либо посторонних предметов, которые могут упасть, и что его включение никому не угрожает опасностью.

9.3.3 Включайте пресс на рабочий ход только после того как заготовка будет правильно уложена в штамп, а руки выведены из опасной зоны. При движении ползуна не поправляйте заготовку, даже если она неправильно уложена; в этом случае быстро выключите пресс.

9.3.4 При укладке заготовки и снятии штампованной детали с помощью пинцета или крючка держите пинцет, крючок ближе к концу рукоятки, чтобы рука находилась за пределами опасной зоны штампа.

9.3.5 При застревании детали в штампе выключите пресс и сообщите об этом наладчику или мастеру.

9.3.6 При ножном включении пресса укладки заготовки и снятии детали со штампа не держите ногу на педали, т.к. можно нечаянно нажать на нее.

9.3.7 Следите за тем, чтобы педаль пресса была ограждена и не произошло самовключение пресса от случайно упавших на нее деталей или инструмента, кроме того, на открытую педаль может кто - нибудь неожиданно наступить.

9.3.8 Укладку заготовок в штампы и съем их со штампа производите только при полной остановке ползуна в верхнем положении.

9.3.9 Не переключайте самостоятельно работу пресса с установленного мастером (наладчиком) режима. Запрещается заклинивать пусковые кнопки и рукоятки включения пресса.

9.3.10 Не производите самостоятельно наладку и какие - либо исправления у пресса, штампа.

9.3.11 Удаление штампованных деталей и отходов из межштампового пространства, под наладку и переналадку штампов производите только после отключенияэлектродвигателя и при нахождении ползуна в верхнем «мертвом» положении с установкой под ползун пресса предохранительной подставки.

9.3.12 После каждого включения пресса снимайте ногу с педали, а руки с пусковых кнопок, даже если на прессе есть предохранитель от сдвоенных ударов.

9.3.13 Смазку рабочих частей штампа и металлоподающего устройства производите только специальными кистями или устройствами для этих целей чтобы не вводить руки в опасную зону штампа. Смазку производите при выключенном прессе.

9.3.14 Не оставляйте инструмент и другие предметы на столе пресса, пульте управления робототехнологического комплекса (РТК), в зоне работы механизмов манипулятора; не облокачивайтесь на пресс и ограждения РТК, не передавайте и не принимайте что - либо через опасную зону штампа; не выводите руки за ограждения штампа.

9.3.15 Не применяйте для сидения ящики и др. случайные предметы. При необходимости работать сидя, требуйте для этого специальный винтовой стул со спинкой.

9.3.16 При работе с подручными четко согласовывайте с ними свои действия.

9.3.17 При штамповке деталей из кружков и на гибочных операциях работайте только с пинцетом. При штамповке колец работайте только с крючком.

9.3.18 При штамповке деталей из длинных полос металла производите вырубку из полосы до ее середины, после чего поверните ее и производите вырубку с другого конца. Работайте в рукавицах или хлопчатобумажных перчатках.

9.3.19 Не реже двух раз в смену проверяйте крепление штампов. Делайте это только на отключенном оборудовании.

9.3.20 При ослаблении пружины, шарнира тормозного устройства пресса добейтесь немедленного устранения дефекта, который приводит к сдвоенному удару пуансона.

9.3.21 Не допускается производить контроль качества штамповки и др. операций непосредственно на прессе (в рабочей зоне).

9.3.22 Остановите пресс, отключите электродвигатель при подходе мостового крана для подъема кассет с металлоотходами из приямка. Приямок сразу закройте щитом.

9.3.23 Содержите в чистоте и порядке свое рабочее место в течение всего рабочего дня и не загружайте его, а также проходы и проезды к нему деталями, кассетами, отходами производства и т.п.

9.3.24 Без разрешения мастера не доверяйте работающее оборудование другому рабочему.

9.3.25 Не разрешайте уборщику убирать возле работающего оборудования.

9.3.26 При установке ленты в бунтодержатель и на катушки используйте грузоподъемный механизм.

9.3.27 К работе с грузоподъемными механизмами допускаются лица не моложе 18 лет, специально обученные, систематически инструктируемые, сдавшие экзамен квалифицированной комиссии и имеющие на руках удостоверение.

9.3.28 Пользуйтесь деревянной подножкой решеткой и содержите ее чистой и исправной.

9.3.29 Прекратите работу, отключите пресс при: обнаружении каких - либо неисправностей; ощущении электротока при прикосновении к прессу; уборке, смазке, чистке, ремонте пресса; подтягивании болтов, клиньев и др. соединений; креплении, смене, регулировке и наладке штампа, др. инструмента; удалении деталей, застрявших в матрице; перерывах в подаче электроэнергии; уходе от пресса даже на короткое время; отсутствие ограждений на вращающихся частях оборудования и рабочей зоне пресса.

9.3.30 Во избежание попадания двух деталей в зоне штампа ежечасно проверяйте состояние электроблокирующих устройств.

9.4 Требования безопасности в аварийной ситуации

9.4.1 При возникновении на участке аварий или ситуаций, которые могут привести к авариям и несчастным случаям отключите оборудование от электросети. Сообщите о случившемся мастеру, начальнику цеха, дежурному энергетику завода по телефону. Примите меры к ликвидации аварии.

9.4.2 Окажите медицинскую доврачебную помощь пострадавшим при травмировании, внезапном заболевании.

9.4.3 О несчастном случае доложите мастеру, который должен выписать пострадавшему посыльный лист и сопроводить его в здравпункт или поликлинику.

9.5 Требования безопасности по окончании работы

9.5.1 Отключите пресс от электросети. Под ползун поставьте предохранительную подставку во избежание самопроизвольного его опускания.

9.5.2 Наведите порядок на рабочем месте: протрите пресс и пристаночные тумбочки от масла, грязи и т.п. Уберите территорию вокруг пресса и пристаночных тумбочек; очистите подножную решетку от грязи и масла; протрите инструмент и уберите на отведенное для него место.

9.5.3 При сдаче смены сообщите сменщику, мастеру о замеченных неполадках в работе оборудования и о принятых мерах по их устранению.

9.5.4 Вымойте руки и лицо теплой водой с мылом или примите душ.

10 ОРГАНИЗАЦИЯ И ПЛАНИРОВКА РАБОЧЕГО МЕСТА ШТАМПОВЩИКА

Для обеспечения высокопроизводительной штамповки и получения деталей высокого качества рабочее место штамповщика должно быть соответствующим образом оборудовано и организовано. Рядом с прессом на предусмотренных соответствующих площадях необходимо разместить: стол или ящик для заготовок, стол или ящик для готовых деталей, тару для отходов, шкаф или тумбочку для вспомогательного инструмента.

Правильная планировка рабочего места должна обеспечивать рациональное размещение тары и столов по отношению к прессу, быть удобной для штамповщика и способствовать сокращению потерь рабочего времени на перемещение заготовок, деталей и отходов в процессе работы.

Вид применяемой тары и столов, их габаритные размеры и характер размещения на рабочем месте по отношению к прессу зависят от формы и размеров заготовки, способа подачи заготовок, способа удаления деталей, типа и мощности пресса (см. рис 3).

Рисунок 5- Схема рабочего места

1- пресс

2- стол для заготовок

3- ящик для готовых деталей

4- ящик для отходов

5- приемный ящик (в столе пресса)

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате выполнения проекта по рабочему чертежу детали и объему производства, проанализировав технологичность детали, разработаны 2 варианта плана изготовления детали; для них рассчитаны технологические себестоимости детали, выбран наиболее целесообразный вариант плана изготовления детали, для которого произведены расчеты технологических параметров процесса изготовления детали, разработан развернутый маршрутно-операционный технологический процесс, выбрано оборудование. Для выполнения операции вытяжки спроектирован штамп совмещенного действия, для которого выполнены необходимые геометрические и силовые расчеты, выполнены рабочие чертежи штампа. Описаны требования по охране труда и технике безопасности при выполнении операций штамповки.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Романовский В.П. Справочник по холодной штамповке. Л.: Машиностроение, 1971. - 780 с.

2. Пытьев П.Я., Смеляков Е.П. Технология листовой штамповки в производстве летательных аппаратов. Куйбышев: КуАИ, 1984. - 80с.

3. Технология листовой штамповки в производстве летательных аппаратов: Методические указания / Самарский государственный аэрокосмический университет. Сост. Е.П. Смеляков, Ю.В. Федотов, В.П. Самохвалов, А.Н. Кирилин. Самара, 2004. - 70 с.

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

5. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР. Штампы для листовой штамповки. Блоки с направляющими скольжения.