Разработка технологического процесса изготовления детали "Планка"

 

Федеральное агенство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего  профессионального образования

Тульский  государственный университет

Кафедра «Механика пластического  формоизменения

им. Н. Демидова»  

КОНТРОЛЬНО –  РАСЧЁТНОЕ ЗАДАНИЕ  ПО ДИСЦИПЛИНЕ

«Штамповка неметаллических материалов» 
 

РАЗРАБОТКА  ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛИ «ПЛАНКА» 
 
 
 
 
 
 
 
 

Разработчик ст. гр. 621561

         __________ ( Назаров К.А.)

__________________2010 г.  
 

Руководитель

____________( Купор Н.В.)

__________________2010 г.  
 
 
 
 
 

Тула 2010

     ВЫПОЛНЕНИЕ ЗАДАНИЯ №1 

1.Анализ конструктивно-технологических параметров 

а)исходные данные

      Материал: текстолит.

      Находим механические свойства текстолита. Текстолит - слоистый материал, изготовленный прессованием ткани, пропитанный фенолформальдегидной смолой. Из таблицы 18[1] или таблицы 120[2] находим δ_р = 90-100 Н/мм². Другие характеристики определяются таблиц 3-5 стр. 27[1].

      Плотность       - 1,3-1,36 г/см3

      Сопротивление растяжению, Н/мм²  - 65-110

      Удлинение при растяжении,%    - 0,85-1,0

      Сопротивление сжатию, Н/мм²   - 210-310

      Сопротивление изгибу, Н/мм²   - 110-200

      Удельная  теплоемкость, кал/г.   - 0,2-0,4

      Температура теплового разрушения, °С   > 180

      Влияние солнечного света     - обычно потемнение

      Влияние органических растворителей   - не действуют.

      Анализ чертежа детали свидетельствует о том, что конструктором не заданы радиусы скругления, а в местах резких изменений формы (в углах) создаются более благоприятные условия для появление трещин и расслоений, поэтому на острые, углы надо задать радиусы скругления.

      Из  таблицы 1 для внутренних углов  α ≤ 90° для текстолита

r_мин/h = 0,6. Толщина h = 3 мм. Следовательно, r_мин = 0,6.3 =1,8 мм. Принимаем г = 2 мм.

          Для  наружных углов α ≤ 90°

r_мин/h = 0,5. Толщина h = 3 мм. Следовательно, r_мин = 0,5*3 =1,5 мм..

          Для  наружных углов α > 90°

r_мин/h = 0,35. Толщина h = 3 мм. Следовательно, r_мин = 0,35*3 =1,05 мм.

Принимаем г =1,1 мм.

 Диаметр отверстия 7 мм.Из таблицы 2 d_мин/h = 0,4, т.е. d_мин = 0,4h = 0,4*7 = 2,8 мм. В нашем случае d > d_мин ,следовательно, принимаем диаметр отверстия равным 7 мм .Чертеж детали после анализа представлен на рисунке 1

      Отклонения  на размеры назначаем исходя из рекомендаций на точность деталей, получаемых штамповкой, таблица 128[2]. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

После проработки детали на технологичность 
 

  
 
 
 
 
 

2. Выбор технологической  схемы штамповки

         Учитывая недостатки изготовления слоистых пластмасс в  совмещенных штампах без прижима, примем схему штамповки в последовательных или совмещенных штампах с прижимом материала.

]

      3. Выбор технологических приемов по улучшению качества деталей 

      При получении отверстий в хрупких материалах применяются ступенчатые пуансоны. Качество отверстий при этом улучшается при диаметре отверстия более 3 мм. В нашем случае d= 7 мм,следовательно качество отвертий обеспечено. 

      4. Раскрой материала 

      Заданный  размер листа 950 х 850, h 3±0,35, текстолит. Величины междетальных и краевых перемычек выбираем из таблицы 4 для малогабаритных контуров с плавными очертаниями АхВ до 100x100, а = 1,1 , а₁ = 1,5. Принимаем а = а = 1,3. Ширину полосы определяем по формуле без бокового прижима полосы из табл. 142[2].

      1-й  вариант

где D₁ - размер вырубаемой детали (поперек полосы), а₁ - междетальная перемычка, - односторонний допуск на ширину полосы,

z - гарантийный зазор между направляющими и наибольшей возможной шириной полосы, табл. 143[2].

                                           B1=82+2(1,3+0,35)+1=86,3 мм 

      Округляем ширину полосы до целой величины B₁ = 87 мм, шаг подачи

                                                А = D+a1 =25+1,3=26,3 мм

      При раскрое листа в продольном направлении получим

nпр = 850/87 = 9,77 =9 полос

      При раскрое в поперечном направлении получим

nпо = 950/87 =10,9 =10 полос

и в отход  полосу шириной 13мм.

      Рассчитаем количество деталей в полосе при продольном раскрое

mпрод = 950/26,3 =36 деталей

количество деталей в листе

nлиста = nпр * mпрод =9*36 =324 детали

при поперечном раскрое

mпоп = 850/26,3 = 32 детали

количество деталей  в листе

nлиста = nпр * mпрод =10*32 =320 детали 

     Опрелеляем  коэффициент использования материала

где n-колочество деталей из листа; F-площадь 1 деталей =25 * 82-(0,5*25*12) = 1900 мм², F₀ –площадь листа.

     При продольном раскрое

КИМпрод = 324*1900/850*950 =76 %

     При поперечном раскрое 

КИМпоп = 320*1900/850*950 =75%

     Следовательно, продольный раскрой листа более  предпочтителен.

            2-ой вариант

                   

где D₁ - размер вырубаемой детали (поперек полосы), а₁ - междетальная перемычка, - односторонний допуск на ширину полосы,

z - гарантийный зазор между направляющими и наибольшей возможной шириной полосы, табл. 143[2].

                                           B1=25+2(1,3+0,35)+1=29,3 мм

      Округляем ширину полосы до целой величины B₁ = 30 мм, шаг подачи

                                                А = D+a1 =82+1,3=83,3 мм

      При раскрое листа в продольном направлении получим

nпр = 850/30 = 28,33 =28 полос

      При раскрое в поперечном направлении получим

nпо = 950/30 =31,67 =31 полос

и в отход  полосу шириной 13мм.

      Рассчитаем количество деталей в полосе при продольном раскрое

mпрод = 950/83,3 =11 деталей

количество деталей  в листе

nлиста = nпр * mпрод =28*11 =308 детали

при поперечном раскрое

mпоп = 850/83,3 = 10 детали

количество деталей  в листе

nлиста = nпр * mпрод =31*10=310 детали 

     Опрелеляем  коэффициент использования материала

где n-колочество деталей из листа; F-площадь 1 деталей =25 * 82-(0,5*25*12) = 1900 мм², F₀ –площадь листа.

     При продольном раскрое

КИМпрод = 308*1900/850*950 =72 % 

     При поперечном раскрое

КИМпоп = 310*1900/850*950 =73%

Выбираем  самый экономичный раскрой материала. Ему соответствует первый вариант,продольного  раскроя. 
 
 
 
 
 
 
 
 

       
 
 

 

       
 

  5. Нагрев материала 

     Для слоистых материалов толщиной свыше 2 мм необходим нагрев штамповкой, табл. 122 [2]. Для слоистых пластмасс (текстолит) режимы нагрева находим из табл. 6 или табл. 124 [2]. Для текстолита толщиной до 3 мм t° = 60 -90°C, время выдержки при контактном способе между двумя нагретыми плитами до t° = 150 -160° выбираем из табл. 8  = 0,7 . 3 = 2,1 мин. 

      6. Определение силы вырубки-пробивки 

     Силу подсчитываем по формуле

где K₁-K₁₀ -коэффициенты , , L- периметр,мм, h – толщина материала, мм.

          Пробивка отверстий

(без предразрушающего выступа),

 

=2(1,2*1*1*0,9*1*1*0,7*1*100*3,14*3,5*3)= 4985 Н= 5кН.

          Вырубка наружного контура 

=(1,2*1*1*0,9*1*1*0,7*1*100*204,73*3)=50302 Н = 50,3 кН 

     Общая сила

Робщ = 5 + 50,3 =55,3 кН

     Сила проталкивания

Рпр = Кпр * Робщ = 0,04 * 55,3 = 2,212 кН

                                

                                 Кпр = 0,04

     Сила снятия

Рсн = Ксн * Робщ =0,15 * 55,3 = 8,295 кН 

                                   Ксн  = 0,15.