Технология изготовления оснастки для холодной листовой штамповки

Министерство  образования Российской Федерации

Санкт-Петербургский  государственный  политехнический  университет

 
 
 
 
 
 

Механико-машиностроительный

факультет

      Кафедра «Машины и технология

      обработки металлов давлением»

 
 
 
 
 
 

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ  ЗАПИСКА

 

к курсовому проекту по дисциплине

 

«Технология изготовления оснастки для

холодной  листовой штамповки»

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Студент ____________________________ Кирова С.Б.

                  Группа  5044/10

 

Преподаватель ______________________ Кузнецов П.А.

 
 

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ

2011

 

Оглавление

 

 

 
 
 
 
 

 

  1. Задание
 
  • Описание  процесса сборки данного штампа;
  • Проектирование технологического процесса изготовления матрицы и пуансона штампа для одноуголовой гибки.
  1. Краткое описание штампа и  штампуемой детали.
 
 

    Спроектированный  штамп предназначен для Г-образной гибки из листового материала.

Производственная  программа – 5 тыс. шт./год.

Материал  заготовки –

    Эскизы заготовки и полуфабриката после гибки представлены на рис. 1 и рис. 2 соответственно.

 

Рис. 1. Эскиз заготовки.

 

Рис. 2. Эскиз  полуфабриката после гибки.

 

     Общий вид гибочного штампа представлен на рис. 3.

 

 

Рис. 3. Общий  вид гибочного штампа.

 

     Трафареты 10 и 11, служащие для обеспечения необходимого базирования заготовки, соединены с выталкивателем 9 с матрицей 5 соответственно с помощью штифтов 26 и крепится винтами 18. Матрица 5 соединяется с нижней плитой 8 через подкладную плиту 7 и плиту 6 с помощью штифта 25  и крепится винтами 20.

    Пуансон 4 соединяется с верхней плитой через пуансондержатель 3,подкладную плиту 2 с помощью штифта 24 и крепится винтами 19. В верхней плите установлен хвостовик 25 и зафиксирован штифтом 17 от проворота вокруг оси.. Через хвостовик и происходит непосредственное соединение верхней плиты с ползуном пресса.

    Перемещение верхней половины штампа происходит с помощью направляющих колонок  12 и втулок 13. После окончания процесса гибки съём полуфабриката осуществляется выталкивателем 9, на который действуют толкатели 27.

 

    В таблице 1 представлены материалы и твердость деталей штампа.

 

    Таблица 1. Материалы деталей штампа.

 
№ поз. Наименование  детали Материал Твердость, HRCэ
2 Плита подкладная Сталь 40 25-28
3 Пуансондержатель Сталь У8А 50-54
4 Пуансон Сталь У8А 55-59
5 Матрица Сталь У8А 55-59
6 Плита Сталь У10А 56-69
7 Плита подкладная Сталь 45 40-45
8 Плита нижняя Сталь 40 25-28
9 Выталкиватель Сталь У8 50-54
10 Трафарет Сталь 45 42-46
11 Трафарет Сталь 45 42-46
12 Колонки Сталь 20 59-63

(цементация 0,8-1,2 мм)

13 Втулки У10А 58-62
18,19,20 Винты Сталь 40 25-28
23,24,25,26 Штифты Сталь У8 50-54
27 Толкатель Сталь 45 37-46
29 Хвостовик Сталь 40 25-28

 

  1.   Описание сборки гибочного штампа.
 

   Исходя  из заводского опыта изготовления и  сборки данного штампа, принимаем  вариант раздельного изготовления всех деталей штампа и последующей сборки готовых деталей в единое целое.

   Необходимо  помнить, что при таком способе  сборки допуски на детали будут суммироваться, а значит, точность изготовления всех деталей штампов должна быть достаточно высокой. Это было учтено при назначении допусков и шероховатостей на детали штампа.

   При изготовлении и сборке этого штампа основное внимание должно быть обращено на необходимость обеспечения [2]:

    • чистоты рабочей поверхности пуансона и матрицы;
    • равномерности зазора между матрицей и пуансоном;
    • параллельности плит и матрицы;
    • одинаковости длин всех винтов поз.15
 

    Сборка  штампа осуществляется согласно технологической  схеме сборки (рис. 6). Сборка узлов осуществляется согласно технологическим схемам, представленным на рис. 4 и 5.

    Для обеспечения равномерного зазора между  пуансоном и матрицей сборка осуществляется в следующей последовательности:

    1) осуществляется сборка узла «плита верхняя СБ», кроме последнего шага (запрессовка втулок). Отверстия под втулки в верхней плите не изготовлены;

    2) осуществляется сборка узла «плита  нижняя СБ», кроме последнего  шага (запрессовка колонок). Отверстия  под колонки в нижней плите  не изготовлены;

    3) узел «плита верхняя СБ» устанавливается  на стол; узел «нижняя плита  СБ» устанавливают таким образом, чтобы между матрицей и пуансоном поместились пластинки толщиной, равной технологическому зазору.

    4) узел «плита нижняя СБ» опускается  на параллельные подкладки;

    5) растачиваются с одной установки  отверстия для колонок и втулок;

    6) запрессовываются втулки и колонки.

    7) производится клеймение.

    После сборки проводят испытания штампа на прессе.

 
 

Рис. 4. Технологическая схема сборки узла «плита верхняя».

 

Рис. 5. Технологическая схема сборки узла «плита нижняя».

 
 

 

Рис. 6. Технологическая схема сборки штампа.

 

  1. Проектирование  технологического маршрута изготовления пуансона
Наименование  операции Краткое содержание операции Оборудование
005 Заготовительная. Отрезать заготовку размерами 93х98х216 Фрезерно-отрезной
010 Термическая обработка Отжиг 730-750˚

[8, стр.77, табл. 2.27]

Печь
015 Фрезерная (черновая) Обработать  заготовку по контуру Фрезерно-сверлильный центр  с ЧПУ

JET JMD-3

020 Фрезерная (чистовая) Обработать заготовку по контуру Фрезерно-сверлильный центр  с ЧПУ

JET JMD-3

025 Фрезерная (черновая) фрезеровать паз  с припуском Фрезерно-сверлильный центр  с ЧПУ

JET JMD-3

030 Термическая обработка 1. Закалка (нагрев  до 780-800, выдержка  и быстрое охлаждение в воде)

2. Отпуск при  200…220°С до твердости 57-59 НRCэ

[8, стр.79, табл. 2.28]

Печь, ванна  с охлаждающей средой.
035 Круглошлифовальная Предварительное шлифование наружных поверхностей с припуском под чистовое шлифование Круглошлифовальный  станок 3М150А
040 Круглошлифовальная Предварительное шлифование паза под чистовое шлифование Круглошлифовальный  станок 3М150А
045 Круглошлифовальная Чистовое шлифование наружных поверхностей Круглошлифовальный  станок 3М150А
050 Круглошлифовальная Чистовое шлифование паза Круглошлифовальный  станок 3М150А
055 Круглошлифовальная Шлифование  радиуса пуансона профильным кругом с припуском под слесарную  доводку Круглошлифовальный  станок 3М150А
060 Слесарная доводочная Довести радиус пуансона до нужного размера и шероховатости с помощью алмазной пасты Станок 16К20
065 Моечная Промыть деталь Моечная машина
070 Контрольная Комплексный технический контроль -
 
 
 

 

Определение размеров заготовки  для изготовления пуансона.

 

     Исходя  из анализа чертежа пуансона, можно сделать вывод о незначительных перепадах диаметров. Значит рациональнее будет использовать заготовку, отрезанную от прутка на фрезерно-отрезном станке. 

     Пруток  будем использовать следующего наименования:

     

Эскиз заготовки  приведен на рис.7.

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Рис. 7. Эскиз  заготовки для изготовления пуансона

   Масса заготовки  

      где Н=100 мм – сторона заготовки;  
      L=98 мм – длина заготовки;  
     
r=7.81·10-6 кг/мм3 – плотность материала сталь У8А.

 

Масса готовой  детали рассчитана с помощью программы  «Компас 3-Ds»:

          

   Коэффициент использования материала в данном случае

   

  1. Проектирование  технологического маршрута изготовления матрицы
 
Наименование  операции Краткое содержание операции Оборудование
005 Заготовительная. Отрезать заготовку  размерами 93х98х216 Фрезерно-отрезной
010 Термическая обработка Отжиг 730-750˚

[8, стр.77, табл. 2.27]

Печь
015 Фрезерная (черновая) Обработать  заготовку по контуру Фрезерно-сверлильный центр  с ЧПУ

JET JMD-3

020 Фрезерная (чистовая) Обработать  заготовку по контуру Фрезерно-сверлильный центр  с ЧПУ

JET JMD-3

025 Фрезерная (черновая) фрезеровать паз  с припуском Фрезерно-сверлильный центр  с ЧПУ

JET JMD-3

030 Термическая обработка 1. Закалка (нагрев  до 780-800, выдержка  и быстрое охлаждение в воде)

2. Отпуск при  200…220°С до твердости 57-59 НRCэ

[8, стр.79, табл. 2.28]

Печь, ванна  с охлаждающей средой.
035 Круглошлифовальная Предварительное шлифование наружных поверхностей с припуском под чистовое шлифование Круглошлифовальный  станок 3М150А
040 Круглошлифовальная Предварительное шлифование паза под чистовое шлифование Круглошлифовальный  станок 3М150А
045 Круглошлифовальная Чистовое шлифование наружных поверхностей Круглошлифовальный  станок 3М150А
050 Круглошлифовальная Чистовое шлифование паза Круглошлифовальный  станок 3М150А
055 Круглошлифовальная Шлифование  радиуса пуансона профильным кругом с припуском под слесарную доводку Круглошлифовальный  станок 3М150А
060 Слесарная доводочная Довести радиус пуансона до нужного размера и  шероховатости с помощью алмазной пасты Станок 16К20
065 Моечная Промыть деталь Моечная машина
070 Контрольная Комплексный технический контроль -
 
 
 
 

Определение размеров заготовки  для изготовления матрицы.

 

     Исходя  из анализа чертежа матрицы, принимаем решения в качестве заготовки для данной детали использовать отливку.

Эскиз заготовки  приведен на рис.6.

Рис. 6. Эскиз заготовки для изготовления матрицы

 

     В соответствии с рекомендациями [5] были назначены припуски на обработку резанием, лиьевые напуски (в виде радиусов закругления острых кромок и уклона 2).

Масса заготовки .

Масса готовой детали рассчитана с помощью программы «Компас 3D»:

Коэффициент использования  материала в данном случае

Заключение

 

   В  данном курсовом проекте было составлено описание работы штампа для  одноугловой гибки детали «Кронштеин», а также описание процесса сборки данного штампа, основываясь на рекомендации [2] и технологию изготовления оснастки на заводе «Красный октябрь». 

Так же была разработана технология изготовления матрицы и пуансона штампа. Были составлены операционные эскизы и маршруты изготовления деталей.[1,3,4,7].

Список  литературы

 
    
  1. Жуков Э.Л., Козарь И.И., Розовский Б.Я., Дегтярев В.В., Соловейчик А.М. Технология машиностроения. Часть II. Проектирование технологических процессов. Учебное пособие. Под ред. д-ра техн. Наук, проф. С.Л. Мурашкина, СПб: Издательство СПбГТУ, 2000
  2. Владимиров В.М., Высоцкий К.В., Справочник молодого слесаря по штампам и пресс-формам.- М.: Высш. кола, 1979.-248с.
  3. Жуков Э.Л., Козарь И.И., Розовский Б.Я., Дегтярев В.В., Соловейчик А.М. Технология машиностроения. Часть III. Правил  а оформления технологической документации. Учебное пособие. Под ред. д-ра техн. Наук, проф. С.Л. Мурашкина, СПб: Издательство СПбГТУ, 2001
  4. Справочник инструментальщика под общ. ред. И.А.Ординарцева Л. Машиностроение , 1987.-846с.: ил.
  5. Методические указания по выполнению выпускной работы бакалавра/ Сост. В.В. Рис, А.О. Просторова. СПб.: Изд-во СПбГПУ, 2003, 50с.
  6. Ковка и штамповка.:Справочник в 4-х т./Ред.совет: Е.И.Семенов и др.-М.: Машиностроение,1986.-Т2. Горячая штамповка 1986. 592 с., ил.
  7. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т. 2 /Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. – 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1985