Проектирование инструмента и штампов для стендовой пробивки отверстий

только в текущем разделе

Реклама. ООО "ГК "Велунд Сталь НН" ИНН 5262389270 Erid: 2SDnjdZde8T

Cиловые факторы при пробивке

При пробивке отверстий совершаются три силовые операции: резание по контуру пробиваемого отверстия, проталкивание отхода через рабочее отверстие матрицы и снятие пробитой детали с пуансона. Определим усилия для их выполнения.

Усилие резания Р_р, Н, плоскими пуансонами при пробивке отверстий любой формы:

Р_р =LSσ_ср К_р , (5.1)

где L - периметр пробиваемого отверстия, мм; S- толщина материала, мм; σ_ср - сопротивление срезу материала, МПа; К_р - коэффициент надежности, учитывающий притупление режущих кромок, отклонения по толщине материала, технические несовершенства штампа и другие отклонения, увеличивающие усилие резания.

Сопротивление срезу σ_ср - условная величина, зависящая не только от механических свойств металла, но и от относительной толщины заготовки S/d (d - диаметр пробиваемого отверстия), значения технологического зазора z и других факторов (смазочного материала, скорости и т.д.).

При S/d < 0,2 можно принимать σ_ср = 0,8 σ_в, где σ_в - временное сопротивление металла, МПа. При пробивке круглых отверстий в интервале 0,2 < S/d < 0,9 на основании можно рекомендовать

σ_ср = (mS/d + 0,6)σ_в , (5.2)

где m - коэффициент, зависящий от значения относительного зазора z/S. Для сталей 08кп, 20, 30, Ст3, 45, 65Г и Х18Н10Т значение m определяют по рис. 5.3.

Относительная толщина S/d характеризует жесткость заготовки при пробивке. При ее увеличении в зоне резания возникают значительные напряжения сжатия, вызывающие увеличение сопротивления срезу. При значениях S/d > 0,9 характер процесса резания меняется и выражение (5.2) недействительно.

Пример расчета σ_ср. Задача. Определить σ_ср при пробивке отверстия диаметром 3 мм в листе толщиной 1 мм из стали 08кп (σ_в = 300 МПа). Зазор z = 0,1 S (S/z = 10).

Решение. По рис. 5.3 для S/z = 10 определяем m = 1,43.

Подставив в выражение (5.2) значения m, S, d и σ_в, найдем σ_ср = (1,43/3 + 0,6) x 300 ≈ 323 (МПа).

Усилие проталкивания отходов через рабочее отверстие матрицы

Р_пр =К_пр Р_р n, (5.3)

где Р_р - усилие резания; K_пр = 0,05 - 0,1 - коэффициент, устанавливающий соотношение между Р_пр и Р_р; наибольшие значения относятся к более тонким материалам; n - число отходов, находящихся в рабочем отверстии матрицы.

Усилие снятия детали с пуансона

Р _сн=К_сн Р _р , (5.4)

где Р_р - усилие резания; К_сн - коэффициент, определяемый в зависимости от типа штампующего узла и толщины материала. Для материала толщиной до 1 мм при пробивке однопуансонным штампующим узлом К_сн = 0,02-0,06, а многопуансонным - К_сн = 0,10-0,12. Для материала толщиной 1-5 мм соответственно этим узлам К_СН = 0,06-0,08 и К_сн = 0,10-0,12.

Способы снижения усилий пробивки. Уменьшение усилий пробивки снижает размеры ГИМ, металлоемкость и стоимость стенда и расход энергоносителя, увеличивая одновременно стойкость штампов. На производстве применяют следующие способы уменьшения усилий.

1. Использование пуансонов со скосом режущих кромок. Различные типы скосов и соответствующие им формулы для расчета усилий приведены в табл. 5.2. При пробивке больших отверстий значение скоса Н доходит до 65, при пробивке небольших отверстий - ограничивается углом ф, указанным в таблице.

2. Назначение второго оптимального зазора между пуансоном и матрицей. При этом зазоре создаются наилучшие условия деформирования металла и σ_ср имеет наименьшее значение. Эффективность этого способа легко определяется сравнительным расчетом σ_ср при оптимальном и сопоставляемом зазоре по выражению (5.2). Например, при зазоре z = 0,05 S и S/d = 0,8 σ_ср = (2-0,8 + 0,6) σ_в = 2,2 σ_в, а при зазоре z = 0,15 S и том же S/d σ_ср = (1,2-0,8 + 0,6) σ_в = 1,56 σ_в, т.е. примерно в 1,4 раза меньше.

3. Ступенчатое расположение пуансонов в многопуансонном штампе. В этом случае происходит разновременная пробивка отверстий и усилия резания не суммируются. Из этого условия рассчитывается высота ступеней, которая обычно достигается установкой шайб под пуансоны при сохранении их одинаковой (нормализованной) длины. Для повышения стойкости штампа наиболее выдвинут пуансон наибольшего сечения. Этот способ является очень эффективным, но его реализация требует выполнения следующих дополнительных условий:

установки съемника с увеличенным ходом;

центр давления штампа при пробивке не должен меняться или меняться незначительно.

Известны и другие способы уменьшения усилия пробивки, однако их применение в стендовой обработке не эффективно.

Определение потребного усилия штампующего узла. При пробивке однопуансонным штампом и одновременной пробивке пуансонами в многопуансонном штампе потребное усилие Р штампующего узла

Р = (Р_p + Р_с)К_м, (5.14)

где Р_р - усилие резания; Р_с - усилие съемника (съемников) штампа; Р_с > Р_сн, где Р_сн - усилие снятия детали с пуансона (пуансонов) согласно (5.4); К_м = 1,25 - коэффициент запаса, учитывающий погрешности расчета усилия ГИМ узла и возможные несовершенства его изготовления.

В рассматриваемом случае усилие проталкивания отходов не суммируется с усилием Р_р.

При разновременной пробивке многопуансонным штампом (ступенчатое расположение пуансонов) потребное усилие узла при пробивке первым пуансоном определяется по выражению (5.14), а при пробивке каждым последующим

Р= (Р_р + Р_с + ΔP_пр ) К _м, (5.15)

где Р_р - усилие резания данным пуансоном; ΔP_пр - усилие проталкивания отходов пуансонами, уже совершившими пробивку [см. выражение (5.3) ]; Р_с и К_м - те же, что и в выражении (5.14).

За расчетное усилие принимается максимальное из них.

5.2. Формулы усилий резания скошенными пуансонами

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

Металлоторговля:
Объявления
Прайсы (по торг. позициям)
Прайсы (в файлах)

Марки металлов
Калькулятор веса металла

Новости

Рекомендуем приобрести металлопрокат в СПб от компании РДМ.