Разработка технологического процесса изготовления листоштампованной детали с использованием операций вырубки и пробивки

 

 

 

Федеральное государственное образовательное учреждение

высшего профессионального  образования

«СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

 

ИНСТИТУТ ЦВЕТНЫХ  МЕТАЛЛОВ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

^{институт}

«Обработка металлов давлением»

^{кафедра}

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

 

 

«РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИСТОШТАМПОВАННОЙ ДЕТАЛИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ОПЕРАЦИЙ ВЫРУБКИ И ПРОБИВКИ»

^{тема  проекта(работы)}

 

Пояснительная записка

 

 

 

 

 

Руководитель        С.Б.Сидельников

 

 

Студент ТФ06-06                            А.Г.Волчкова

 

Красноярск 2010

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

 

ВВЕДЕНИЕ ……………………………………………….…..…………………4

1. ОБЩАЯ ЧАСТЬ.  ОПИСАНИЕ ПРОИЗВОДСТВА ЦЕХА-АНАЛОГА..7

2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ………………………………..…… ...…...9

       2.1 Анализ  конструкции и формы изделия………………..…...…..….10

       2.2 Характеристика материала изделия……………………………..…12

       2.3 Разработка  технологического процесса…………………..……..….15

2.3.1 Определение размеров  заготовки и раскрой материала……..15

2.3.2 Вырубка и пробивка…………………………………...………….19

2.3.3 Гибка……………………………………………..………..………..19

      2.4 Выбор  оборудования……………………………………….…….……22

2.4.1 Оборудование для  резки листа ………………………………….22

2.4.2 Оборудование для  вырубки, пробивки и гибки заготовки…..24

3. СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ  …..……………………………..………….…...26

       3.1 Определение деформирующих усилий с применением ЭВМ..….26

3.1.1 Расчет усилия резки……………………………………………….26

3.1.2 Расчет усилия вырубки  и пробивки…………………………….26

3.1.3 Расчет усилия гибки……………………………………………....27

ЗАКЛЮЧЕНИЕ………………………...……………………………...……….29

литература…………………………………………………...……………..30

ПРИЛОЖЕНИЯ………………………………………………………………...31 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Высокие темпы  развития отечественного машиностроения требуют дальнейшего совершенствования технологических процессов, организации и экономики, а также комплексной механизации и автоматизации производства.

Холодная  штамповка по производительности и  экономической эффективности является наиболее прогрессивным способом обработки металлов давлением, благодаря чему она получила широкое распространение в приборо- и машиностроении.

По данным приборостроительных и машиностроительных предприятий до 75 % заготовок и деталей изготавливается методами холодной штамповки.

 Использование большого арсенала решений и методических подходов, разработанных многими советскими специалистами, позволяет в настоящее время рассчитывать с достаточной для практики точностью параметры технологических процессов холодной штамповки, моделировать и управлять ими, создавать рациональные конструкции технологической оснастки и высокопроизводительного оборудования

При разработке технологических процессов холодной штамповки решается ряд взаимосвязанных технологических, конструкторских и организационных задач, а именно: производятся расчет размеров заготовок и выбор оптимального варианта раскроя, уточняется сортамент материала, определяются параметры межоперационных заготовок, рассматриваются некоторые организационные вопросы (целесообразность повышения производительности труда на конкретной штамповочной операции, возможность осуществления групповой штамповки, обеспечение техники безопасности), определяются тип и модель оборудования, вид технологической оснастки  и  пр. [1]

Процессы  холодной штамповки обладают рядом  технологических и организационных особенностей по сравнению с другими видами механической обработки.

К основным технологическим особенностям холодной штамповки относятся: значительно более высокая по сравнению с обработкой резанием стабильность во времени формы и размеров обрабатываемых деталей и полуфабрикатов; возможность повысить прочность и износостойкость обрабатываемых деталей.

Широкое применение холодной штамповки в различных  отраслях промышленности обусловили следующие достоинства: наличие тесной взаимосвязи между разрабатываемым технологическим процессом, принятым вариантом раскроя материала и конструкцией штампа; совпадение рабочего контура технологической оснастки с конфигурацией обрабатываемой детали или ее части; широкие возможности как по концентрации операций, так и по их дифференциации.

К организационным особенностям холодной штамповки следует отнести: высокую производительность процесса; возможность соблюдения технологического потока в условиях как крупносерийного, так и мелкосерийного производства; широкие  возможности по группированию деталей как по общности оборудования, так и по ряду параметров технологической оснастки.

Перечисленные особенности позволяют выделить основные преимущества технологических процессов холодной штамповки по сравнению с другими видами металлообработки, а именно:

- низкую трудоемкость;

- возможность получать легкие и прочные детали с высоким коэффициентом использования материала (до 95%);

- высокое  качество выпускаемой продукции;

- высокую универсальность;

- возможность использовать рабочих низкой квалификации и незначительные сроки подготовки штамповщиков;

- сохранение исходного объема металла при выполнении формоизменяющих  операций;

- ограниченность номенклатуры  оборудования;

- простота эксплуатации  оборудования;

- высокая производительность  оборудования;

- возможность изготовления  изделий из разнообразных материалов:

- малая себестоимость  изделий;

- применение инструмента,  автоматически обеспечивающего  необходимые точность детали и шероховатость ее поверхности;

-возможность механизации  и автоматизации процессов.

Перед холодноштамповочным  производством стоят важные задачи, связанные с ускорением темпов развития, повышением производительности  труда  и  улучшением  качества  продукции.

Число деталей, изготовляемых методом холодной штамповки, непрерывно увеличивается как за счет замены отдельных операций резания, так и за счет использования процессов штамповки не только в серийном и массовом производстве, но и в мелкосерийном   и  опытном.

Таким образом, без холодноштамповочного производства невозможно представить не только такие отрасли транспортного машиностроения, как автомобильную, авиационную и тракторную, но и многие отрасли точного приборостроения.

Рост объема мелкосерийного производства деталей  из листовых материалов и профильного проката определяет повышенный интерес специалистов к изысканию новых путей и наиболее экономичных средств изготовления их методом холодной штамповки.

Данный курсовой проект посвящен вопросам разработки технологических процессов изготовления листоштамповочных деталей с использованием операций вырубки и пробивки для машиностроительных предприятий, например ОАО «ПО Красноярский завод комбайнов»

 

 

 

1. ОБЩАЯ ЧАСТЬ.

 

ОПИСАНИЕ ПРОИЗВОДСТВА ЦЕХА-АНАЛОГА 

 

Цехом-аналогом является цех холодной штамповки предприятия ОАО «ПО Красноярский завод комбайнов».

     Цех холодной  штамповки состоит из трех  пролетов. В цехе имеется участок легких штампов и 2 участка тяжелых прессов, склад заготовок, склад штампов, силовая подстанция, участок сварки.

     На участке  тяжелых прессов установлены  кривошипные пресса усилием 100т, 250т, 315т, 400т, 500т, 800т, 1000т, 2500 т.

На участке легких штампов  установлено14  прессов  усилием  40т, 63т, 100т, 250т, 400 т. На данных прессах выполняются операции вырубки деталей, пробивки отверстий, гибки, вытяжки. В технологическом процессе используются штампы как постого действия так и совмещенного действия.

В цехе изготавливаются  заготовки и готовые детали для  сельскохозяйственной техники (комбайнов, жаток) посредством холодной листовой штамповки.

Для изготовления деталей  испольются: сталь конструкционную  углеродистую обыкновенного качества ст3 пс и  стали конструкционные углеродистые качественные сталь 08, сталь 10, сталь 20.

     Заготовки  в цех холодной штамповки поступают  из заготовительно-штамповочного  цеха в виде:

- листов толщиной от 1 до 5 мм, шириной  1000-1400 мм, длиной 1500-2500 мм;

-полос  толщиной  от 1 до 5 мм, шириной  20-50 мм,

-лент толщиной от 2 до 4 мм, шириной 20 – 35 мм;

- штучных заготовок.

После операций холодной штамповки: вырубки, пробивки отверстий, гибки и других штамповочных операций детали поступают в гальванический, сварочный цеха, затем в сборочные цеха и конечно готовые детали поступают в цех сборки комбайнов.

Транспортировка заготовок  и готовых деталей внутри цеха осуществляется мостовыми кранами, которые имеются в каждом пролете.

Для транспортировки заготовок и готовых деталей используются короба.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ  ЧАСТЬ

 

Разработка  технологических процессов холодной листовой штамповки является основой всей подготовки производства. Сравнительная сложность и длительность подготовки производства, а также относительно высокая стоимость штампов требуют тщательной разработки технологических процессов и обоснованного выбора технически рационального и экономически наиболее эффективного варианта технологического процесса, соответствующего данному масштабу производства.

 Даже небольшие  последующие изменения технологических процессов обычно приводят к переделке штампов или к проектированию и изготовлению новых, что требует значительного времени и обходится довольно дорого.

Разработка технологических процессов холодной листовой штамповки состоит из следующих этапов:

1. анализ технологичности формы или конструктивных элементов детали;
2. определение формы и размеров заготовки, а также расхода материала при наилучшем его использовании;
3. разработка наиболее рационального технологического процесса, обеспечивающего  изготовление требуемых деталей;
4. установление типа, мощности и габаритов требуемого оборудования;
5. выявление типа и технологической схемы штампа (способ подачи заготовки и съема детали и т. п.);
6. определение трудоемкости изготовления штампуемых деталей, а также количества и разряда производственных рабочих;
7. определение количества оборудования и его загрузки на годовую программу.

При разработке технологического процесса холодной листовой штамповки должны быть решены следующие технологические вопросы:

1) определение  наивыгоднейшего раскроя материала и наименьших размеров заготовки;

2) установление  характера, количества и последовательности  операций;

3) выбор степени  сложности (совмещенности) операций;

4) установление  количества одновременно штампуемых деталей;

5) определение  операционных размеров и установление  операционных допусков.

Обычно указанные вопросы  могут быть решены несколькими вариантами, причем основной задачей технолога является выбор наиболее рационального и эффективного варианта для данного конкретного случая, характеризуемого рядом технических и экономических признаков.

Основными техническими признаками, влияющими на выбор варианта технологического процесса, являются: механические свойства и толщина материала, степень сложности конфигурации детали и ее габариты, требуемая точность детали, место расположения отверстий и точность расстояния между их осями и т. д.

Основным  экономическим признаком, от которого зависит решение вопроса экономической целесообразности того или иного варианта, является серийность производства (массовое, крупно- или мелкосерийное). [2]

 

2.1. Анализ конструкции  и формы изделия

Изделие типа «Кронштейн» представляет собой изогнутую деталь толщиной 4 мм, габаритные размеры которой 84х72х79 мм.В детали имеется 4 отверстия диаметром 12 мм.Чертеж детали показан на рисунке 1.

Данная деталь может  быть получена холодной листовой штамповкой с применением операций вырубки по контуру, пробивки отверстий и гибки.

 

 

2.2 Характеристика  материала изделия

Материал детали должен удовлетворять  не только ее назначению и условиям работы, но и технологическим требованиям , вытекающим из характера производимых при изготовлении деформаций.

Вследствие этого материал должен обладать определенными физическими, химическими и механическими свойствами, удовлетворяющими техническим условиям по толщине и качеству поверхности.

Материалы, идущие на изготовление конструктивных элементов, деталей  машин и механизмов, должны наряду с высокой прочностью и пластичностью хорошо сопротивляться ударным нагрузкам, обладая запасом вязкости.При знакопеременных нагрузках конструкционные материалы должны обладать высоким сопротивлением усталости, а при трении – сопротивлением износу.