Средние нормы стойкости штампов для листовой штамповки между двумя переточками или ремонтами, тыс. ударов
Толщина металла, мм | ||||||||||
Св. 0,5 до 1 | Св. 1 | до 2 | Св. 2 | до 3 | Св. 3 | до 4 | Св. 4 | до 6 | ||
Тип штампа | ||||||||||
Материал рабочих частей | ||||||||||
У10А | Х12Ф1 | У10 | Х12Ф1 | У10А | Х12Ф1 | У10А | Х12Ф1 | У10А | Х12Ф1 | |
Вырубной | 45-50 | 55-65 | 35-40 | 45-55 | 30-35 | 35-40 | 20-25 | 25-30 | 15-20 | 20-25 |
Пробивной | 40-45 | —, | 35-40 | — | 30-35 | — | 22-25 | — | 18-20 | — |
Обрезной | 35-40 | 45-50 | 25-30 | 30-40 | 20-25 | 25-30 | 15-20 | 20-25 | 12-15 | 15-18 |
Гибочный: | ||||||||||
без при | 50-60 | - | 45-55 | - | 30-40 | - | 25-35 | - | 23-30 | - |
жима | ||||||||||
с прижи | 40-45 | - | 25-30 | - | - | 20-25 | - | 15-20 | - | 12-15 |
мом | ||||||||||
Вытяжной | 45-50 | 60-70 | 35-40 | 50-60 | — | 40-50 | — | 25-35 | — | 15-20 |
Формовочный | 40-45 | 55-65 | 30-35 | 45-55 | — | 35-45 | — | 20-30 | — | 12-15 |
Правочный | 25-30 | 30-40 | 22-27 | 27-25 | 20-25 | 25-32 | — | 20-28 | — | 15-20 |
а — плоской заготовки в открытой емкости; б — плоской заготовки в замкнутой емкости; в — трубчатой заготовки в замкнутой емкости; I — матрица; 2 —заготовка; 3 — емкость; 4 — электрод; 5 —вода; 6, 7 — верхняя и нижняя крышки
Штамповку импульсным магнитным полем применяют для обжима и раздачи трубчатых заготовок, калибровки трубчатых деталей, формовки рифлений, вырубки плоских деталей, пробивки отверстий в деталях из различных металлов и сплавов, сборки. Для обработки предпочтительны металлы и сплавы с высокой электрической проводимостью. Материалы с недостаточно высокой электрической проводимостью (углеродистые и коррозионно-стойкие стали) деформируют через передающую среду или через спутник — промежуточный материал с высокой электропроводностью, помещаемый на заготовку. Толщина заготовок: 1,5 — 2 мм для стали, 1,7 — 2,5 мм для латуни, 2 — 3 мм для алюминиевых и магниевых сплавов.
Схемы выполнения некоторых операций показаны на рис. 49. Основным рабочим инструментом является индуктор однократного использования для единичного производства или индуктор многократного использования для серийного производства. Для увеличения прочности индукторов и придания им универсальности служат концентраторы магнитного поля.
Импульсную магнитную штамповку осуществляют на установках отечественного производства, а также установках производства ГДР, ЧССР с максимальной запасаемой энергией 4,1—22,5 кДж.
Стойкость штампов и себестоимость заготовок. В табл. 60 приведена стойкость штампов для листовой штамповки.
Рис. 49. Схемы импульсной магнитной штамповки: а — раздача трубчатой заготовки; б — обжим трубчатой заготовки; в — штамповка-формовка плоской заготовки; 1 — индуктор; 2 —заготовка; 3 — матрица (оправка) |
^ £3 ЕЗ БЭ БЭ Q 13
|
В себестоимости листоштампованной детали стоимость материала составляет 70 — 90% в зависимости от сложности конфигурации детали и технологического процесса. Возможность экономичного применения выдавливания определяется на основе анализа всех составляющих себестоимости детали с учетом последующих операций механической обработки. На рис. 50 представлена технологиче-
з1 | ||||
2 | ||||
/ |
| & 40 |
| 30 I | 10 t10 I |
200 400 600 800 1000 Партия (условная) |
Рис. 50. Технологическая себестоимость вариантов изготовления тонкостенной оболочки: / — ротационное выдавливание сварной листовой заготовки; 2 — ротационное выдавливание штампованной заготовки; 3 — механическая обработка сварной листовой заготовки
екая себестоимость трех различных вариантов изготовления тонкостенной цилиндрической оболочки. Вариант механической обработки детали из сварной листовой заготовки имеет преимущества при малых партиях заготовок.
ЗАГОТОВКИ ИЗ ПРОКАТА
В машиностроении применяют товарные заготовки, сортовые и фасонные профили общего, отраслевого и специального назначения, трубный прокат, гнутые, Горячепрессованные и периодические профили.
Товарные заготовки — болванки обжатые (блюмс), квадратные (ГОСТ 4693 —77) — служат заготовками под ковку и штамповку крупных валов, рычагов, тяг и т. п.
Простые сортовые профили общего назначения — круглые и квадратные (ГОСТ 2590-71), шестигранные (ГОСТ 2879-69) и полосовые (ГОСТ 103 — 76) — используют для изготовления гладких и ступенчатых валов с небольшим перепадом диаметров ступеней, стаканов диаметром до 50 мм, втулок диаметром до 25 мм, рычагов, клиньев, фланцев.
kj |
о |
Фасонные профили проката общего назначения — сталь угловая равнополочная и неравно- полочная (ГОСТ 8509-72 и ГОСТ 8510-72), балки двутавровые (ГОСТ 8239 — 72) и швеллеры (ГОСТ 8240 — 72) — применяют преимущественно при изготовлении металлоконструкций (рам, плит, подставок, кронштейнов).
Фасонные профили проката отраслевого и специального назначения предназначены для вагоностроения, автопромышленности, тракторостроения, сельхозмашиностроения, энергетического машиностроения, электротехнической промышленности.
Трубный прокат — стальной бесшовный горячекатаный, холоднотянутый и холоднокатаный (ГОСТ 8732-78, ГОСТ 8734-75) - служит для изготовления цилиндров, втулок, гильз, шпинделей, стаканов, барабанов, роликов, пустотелых валов.
Гнутые профили — U-образные неравнобо- кие, С-образные и корытообразные (ГОСТ 8278-83, ГОСТ 8281-80, ГОСТ 8283-77)- используют для изготовления опор, кронштейнов, консолей, ребер жесткости.
Горячепрессованные профили сложной формы (пустотелые, полузамкнутые) применяют при изготовлении скоб, направляющих элементов, прижимов.
Периодические профили проката соответствуют изготовляемым из них деталям.
Профили продольной прокатки (ГОСТ 8319.0-75, ГОСТ 8319.13-75 и ГОСТ 8531-78) служат для изготовления балок передних осей автомобиля, лопаток, осей; поперечно-винтовой прокатки (ГОСТ 8320.0 — 83, ГОСТ 8320.13 —83) — для изготовления валов электродвигателей, шпинделей машин, осей рычагов; поперечно-клиновой прокатки — для изготовления валов коробки передач автомобиля, валиков и других деталей типа тел вращения крупносерийного и массового производства; поперечной прокатки (ГОСТ 7524 —83) —для изготовления шариков подшипников качения, профилированных трубчатых деталей (втулки).
Механические свойства периодического проката выше, чем свойства гладкого проката, в связи с расположением волокон в соответствии с конфигурацией детали. Отклонения размеров проката от номинального обычно составляют по диаметру профиля ± 0,1 % и по длине — не менее 0,5 %.
Точность горячекатаного проката ориентировочно соответствует 12—14-му квалитету, холоднотянутого - 9-12-му квалитету.
Точность горячекатаного сортового проката может быть повышена применением волочения через фильеру (точность И —12-го ква- литета) и в роликовой волоке (точность 9 — 11-го квалитета).
Волочение применяют в заготовительных цехах машиностроительных заводов с целью повышения точности размеров прутков и труб
и для некоторого изменения размера. В некоторых случаях волочением изменяется форма поперечного сечения проката. Например, из круглого прутка за два-три перехода с применением промежуточного отжига получают пруток с лысками и пруток прямоугольного сечения со скруглениями углов и т. п.
Процесс волочения характеризуется суммарным обжатием
F — F
8 = —°----- --100 %,
F0
где F0 и FK — площади поперечного сечения исходной и получаемой заготовок.
Для стали, дюралюминия, латуни 5 = 67%; для низкоуглеродистой стали, алюминия 5 = = 75%; для меди 5 = 80%. Изменения размеров при волочении заготовок из цветных металлов и сплавов приведены в табл. 61.
Профильный прокат целесообразно применять в тех случаях, когда профиль проката остается без последующей механической обработки, что особенно важно при изготовлении
61. Данные, характеризующие волочение
Уменьшение диаметра прутка при волочении за один переход
Диаметр прутка из цветных | Съем (мм) за |
металлов, мм | один переход |
До 8 | 0,6 |
Св. 8 « 14 | 0,8 |
» 14 | 1,0 |
Уменьшение толщины стенки трубы при волочении за один переход
Толщина грубы, | стенки мм | Съем (мм) за один для труб | переход | |
медных и алюминиевых | латунных и дюралюминиевых | |||
отожженных | наклепанных | |||
До 1 | 0,2 | 0,2 | 0,10 | |
Св. 1 до | 1,5 | 0,3 | 0,3 | 0,15 |
» 1,5 » | 0,4 | 0,4 | 0,20 | |
» 2 » | 0,5 | 0,5 | 0,25 | |
» 3 » | 0,6-0,8 | 0,6 | 0,30 | |
» 5 | 0,8-1,0 | 0,8 | 0,40 |
деталей из труднообрабатываемых и дорогих сортов сталей и сплавов (коррозионно-стойкой, кислотоупорной сталей, магниево-литиевых сплавов).
В табл. 62 — 65 приведены данные о сортовом профиле проката общего назначения.
На прокатных станах прокатывают зубчатые профили с прямым и шевронным зубьями с модулем до 10 мм. При этом обеспечивается 8-я степень точности профиля зуба и шероховатость поверхности Ra = 1,25 ч- 2,5 мкм. Холодная прокатка мелкомодульных зубчатых колес (модуль до 1 мм) из цветных металлов обеспечивает 7-ю степень точности профиля и шероховатость поверхности Ra = 0,16+ 1,25 мкм. Поверхностный слой зуба имеет наклеп и мелкозернистую структуру по всему профилю на глубину 0,5 — 0,6 мм, что обеспечивает повышенное сопротивление усталости профиля и его износостойкость.
62. Сталь горячекатаная круглая (ГОСТ 2590-71)
Предельные отклонения (мм) по диаметру при точности прокатки
|
Примечания: 1. Сталь диаметром до 9 мм поставляется в мотках, свыше 9 мм — в прутках. 2. Кривизна прутка не должна превышать 0,5 % длины; по требованию потребителя должны поставляться прутки с кривизной, не превышающей 0,2% длины. 3. Допустимая кривизна реза прутка не должна превышать 0,1 диаметра — для прутков диаметром до 30 мм; 5 мм — для прутков диаметром свыше 30 мм. |
63. Сталь горячекатаная квадратная (ГОСТ 2591-71)
Предельные отклонения (мм) стороны квадрата при точности прокатки
|
Примечания: 1. Кривизна прутка не должна превышать 0,5 % длины. По требованию потребителя должны поставляться прутки, кривизна которых не превышает 0,2% длины. Взаимное скручивание прутка вокруг продольной оси не допускается. 2. Допустимая косина реза не должна превышать: 0,1 стороны квадрата — при стороне квадрата до 30 мм; 5 мм — при стороне квадрата свыше 30 мм. |
64. Сталь горячекатаная шестигранная (ГОСТ 2879-69)
Диаметр вписанного круга, мм | Предельные отклонения (мм) при точности прокатки | |||
обычной | повышенной | |||
+ | - | + | - | |
8; 9 | 0,3 | 0,5 | 0,1 | 0,3 |
10—19 (через 1 мм) | 0,3 | 0,5 | 0,2 | 0,3 |
20; 21; 22; 24; 25 | 0,4 | 0,5 | 0,2 | 0,4 |
26; 28; 30; 32; 34; 36; | 0,4 | 0,7 | 0,2 | 0,6 |
38; 40; 42; 45; 48 | ||||
50; 52; 55 | 0,4 | 1,0 | 0,2 | 0,9 |
60; 63; 65; 70; 75 | 0,5 | 1,1 | 0,3 | 1,0 |
80; 85; 90; 95; | 0,5 | 1,3 | 0,4 | 1,2 |
0,6 | 1,7 | 0,5 | 1,5 |
Примечания: 1. Местная кривизна прутков из шестигранной стали не должна превышать 5 мм на 1 м длины; общая кривизна не должна превышать произведения предельной местной кривизны 1 м длины на длину прутка в метрах. По соглашению сторон могут поставляться прутки, кривизна которых не превышает 2 мм на 1 м длины. 2. Скручивание прутка шестигранной стали вокруг продольной оси не допускается. |
65. Полоса стальная горячекатаная (ГОСТ 103-76)
Ширина полосы, мм | Предельные отклонения (мм) при точности | |||
повышенной | номинальной | |||
+ | - | + | - | |
От 11; до 60 | 0,3 | 0,9 | 0,5 | 1,0 |
63; 65 | 0,3 | 1,1 | 0,5 | 1,3 |
70; 75 | 0,3 | 1,3 | 0,5 | 1,4 |
80; 85 | 0,5 | 1,4 | 0,7 | 1,6 |
90; 95 | 0,6 | 1,8 | 0,9 | 1,8 |
100; 105 | 0,7 | 2,0 | 1,0 | 2,0 |
0,8 | 2,2 | 1,0 | 2,2 | |
120; 125 | 0,9 | 2,4 | 1,1 | 2,4 |
От 130 до 150 | 1,0 | 2,5 | 1,2 | 2,8 |
Св. 150 » 180 | 1,2 | 2,8 | 1,4 | 3,2 |
» 180 » 200 | 1,4 | 1,7 | 4,0 |
Продолжение табл. 65 |
Толщина полосы, мм | Предельные отклонения (мм) по толщине полосы, при точности | |||
повышенной | нормальной | |||
+ | - | + | - | |
От 4 до 6 | 0,2 | 0,3 | 0,2 | 0,5 |
Св. 6 » 16 | 0,2 | 0,4 | 0,2 | 0,5 |
» 16 » 25 | 0,2 | 0,6 | 0,2 | 0,8 |
» 25 » 32 | 0,2 | 0,7 | 0,2 | 1,2 |
36; 40 | 0,2 | 1,0 | 0,2 | 1,6 |
45; 50 | 0,2 | 1,5 | 0,3 | 2,0 |
Св. 50 до 60 | 0,2 | 1,8 | 0,3 | 2,4 |
Примечания: 1. Притупление углов полос не должно превышать 0,2 толщины, но не более 3 мм. 2. В зависимости от серповидности полосы изготовляют двух классов: класс 1 — серповидность полосы 0,2% длины; класс 2 — серповидность полосы 0,5% длины. По соглашению изготовителя с потребителем допускается изготовлять полосы с серповидностью до 0,8% любой измеряемой длины. |
Способы резки проката приведены в табл. 66, а правка проката — в табл. 67. Чаще применяют правку проката в холодном состоянии. Правку в горячем состоянии используют при большом отклонении от прямолинейности оси (кривизна) или при отсутствии оборудования требуемой мощности. Общий нагрев материала для правки осуществляется в печах, местный — газовой или плазменной горелкой.
Формулы и данные для ориентировочного расчета сил при выборе оборудования для отрезки, гибки и правки проката приведены в табл. 68.
66. Способы резки проката
|
Продолжение табл. 66
|
67. Правка проката
|
Продолжение табл. 67
|
Примечание. Фасонно-отрезные автоматы, автоматы для навивки пружин, автоматы для приварки базового вывода полупроводникового прибора и другие агрегаты имеют правильные узлы в виде роликовых механизмов, обеспечивающих правку материала по принципу многократного изгиба с точностью правки до 0,5 мм на 1 м длины. |
68. Формулы для расчета сил при выборе оборудования
|
Обозначения: L — длина реза, мм; S — толщина разрезаемого проката, мм, ав — предел прочности. Па; ф — угол створа ножниц; а — угол захвата дисковыми ножницами; стт — предел текучести материала выправляемой заготовки. Па; d — диаметр выправляемой заготовки, мм: /—расстояние между опорами (призмами), мм; В — ширина изгибаемой заготовки, мм; / — толщина изгибаемой заготовки, мм; г — внутренний радиус гибки заготовки, мм; F— площадь проекции гибки на направление, перпендикулярное движению пуансона, мм2. |
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
4. Мовшович И. Я. Система универсально- сборных штампов для листовой штамповки. М.: Машиностроение, 1977. 176 с.
5. Попов Е. А. Основы теории листовой штамповки. М.: Машиностроение, 1977. 278 с.
6. Стальные и чугунные трубы. Справочник. М.: Металлургиздат, 1982. 360 с.
7. Справочник технолога-приборостроите- ля. В 2-х т. Т. 1. 2-е изд./Под ред. П. В. Сыро- ватченко. М.: Машиностроение, 1980. 607 с.
8. Штампы для горячего деформирования металлов/Под ред. М. А. Тылкина. М.: Высшая школа, 1977. 496 с.
![]() |
Глава
ПОНЯТИЕ О ПРИПУСКЕ И МЕТОДЫ ЕГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ
Припуск — слой материала, удаляемый с поверхности заготовки в целях достижения заданных свойств обрабатываемой поверхности детали.
Припуск на обработку поверхностей детали может быть назначен по соответствующим справочным таблицам, ГОСТам или на основе расчетно-аналитического метода определения припусков.
ГОСТы и таблицы позволяют назначать припуски независимо от технологического процесса обработки детали и условий его осуществления и поэтому в общем случае являются завышенными, содержат резервы снижения расхода материала и трудоемкости изготовления детали.
Расчетно-аналитический метод определения припусков на обработку (РАМОП), разработанный проф. В. М. Кованом, базируется на анализе факторов, влияющих на припуски предшествующего и выполняемого переходов технологического процесса обработки поверхности. Значение припуска определяется методом дифференцированного расчета по элементам, составляющим припуск. РАМОП предусматривает расчет припусков по всем последовательно выполняемым технологическим переходам обработки данной поверхности детали (промежуточные припуски), их суммирование для определения общего припуска на обработку поверхности и расчет промежуточных размеров, определяющих положение поверхности, и размеров заготовки. Расчетной величиной является минимальный припуск на обработку, достаточный для устранения на выполняемом переходе погрешностей обработки и дефектов поверхностного слоя, полученных на предшествующем переходе, и компенсации погрешностей, возникающих на выполняемом переходе. Промежуточные размеры, определяющие положение обрабатываемой поверхности, и размеры заготовки рассчитывают с использованием минимального припуска. РАМОП представляет собой систему, включающую методики обоснованного расчета припусков, увязку расчетных припусков с предельными размера-
ПРИПУСКИ
НА МЕХАНИЧЕСКУЮ
ОБРАБОТКУ
ми обрабатываемой поверхности и нормативные материалы.
Применение РАМОП сокращает в среднем отход металла в стружку по сравнению с табличными значениями, создает единую систему определения припусков на обработку и размеров детали по технологическим переходам и заготовок, способствует повышению технологической культуры производства.
РАСЧЕТНЫЕ ФОРМУЛЫ
В технологии машиностроения существуют методы автоматического получения размеров (МАПР) и индивидуального получения размеров (МИПР).
Минимальный, номинальный и максимальный припуски на обработку при методе автоматического получения размеров рассчитывают следующим образом.
Минимальный припуск: при последовательной обработке противолежащих поверхностей (односторонний припуск)
ztmin = + h)i_l + A1._l + £t; (1)
при параллельной обработке противолежащих поверхностей (двусторонний припуск)
2zimla = 2[(Rz + h)i-1+Ali_i + ei];
при обработке наружных и внутренних поверхностей (двусторонний припуск)
2*i min = 2 [(Kz + h\ __, + \/А1_1+е?1 (2)
Здесь Rzi_1 высота неровностей профиля на предшествующем переходе; hi_l - глубина дефектного поверхностного слоя на предшествующем переходе (обезуглероженный или отбеленный слой); А£{_1 — суммарные отклонения расположения поверхности (отклонения от параллельности, перпендикулярности, соосности, симметричности, пересечения осей, позиционное) и в некоторых случаях отклонения формы поверхности (отклонения от плоскостности, прямолинейности на предшествующем переходе); е, — погрешность установки заготовки на выполняемом переходе.
Номинальный припуск на обработку поверхностей: наружных
Zi = Zim\n + eii- \ (3)
2zi=2zimin + eiDi„l+eiDi; (4)
внутренних
zi — zi min + j — ESt; (5)
2zi = 2zimin + ESDi_i~ESDi, (6)
где eii_l, cij). p eit и — нижние отклонения размеров соответственно на предшествующем и выполняемом переходах; ESt_x, ESq , ES( и — верхние отклонения размеров соответственно на предшествующем и выполняемом переходах; eiDi_1, eiDi, ESoi-i, ESDi — размеры, относящиеся к диаметральным.
Знать номинальные припуски необходимо для определения номинальных размеров формообразующих элементов технологической оснастки (штампов, пресс-форм, моделей, волок, приспособлений).
Максимальный припуск на обработку поверхностей: наружных
^•тах = ^т1п+Щ-1 + Щ; (7)
2^тах-221.т1п+Щ._1 + ГД.; (8)
внутренних
= (9)
2zima, = 2zimin+Tdi_i + Tdi, (10)
где Tdi _! и TD{ _ х — допуски размеров на предшествующем переходе и и
TDt — допуски размеров на выполняемом переходе.
Максимальные припуски и припуски для технологических целей (уклоны, напуски, упрощающие конфигурацию заготовки, и т. п.) принимают в качестве глубины резания и используют для определения режимов резания (подачи, скорости резания) и выбора оборудования по мощности.
Минимальный припуск на обработку при методе индивидуального получения заданных размеров рассчитывается по формулам (1), (2) с заменой в них при расчетах погрешности установки е,- погрешностью выверки ев. Номинальные и максимальные припуски определяют по формулам (3) — (10).