Главная       Продать работу       Блог       Контакты       Оплата       О нас       Как мы работаем       Регистрация       Вход в кабинет
Тех. дипломные работы
   автомобили
   спец. техника
   станки
   тех. маш.
   строительство
   электроснабжение
   пищевая промышленность
   водоснабжение
   газоснабжение
   автоматизация
   теплоснабжение
   холодильники
   машиностроение
   др. тех. специальности

Тех. курсовые работы
   автомобили
   спец. техника
   станки
   тех. маш.
   строительство
   детали машин
   электроснабжение
   газоснабжение
   водоснабжение
   пищевая промышленность
   автоматизация
   теплоснабжение
   ТММ
   ВСТИ
   гидравлика и пневматика
   машиностроение
   др. тех. специальности

Тех. дополнения
   Отчеты
   Расчетно-графические работы
   Лекции
   Задачи
   Лабораторные работы
   Литература
   Контрольные работы
   Чертежи и 3D моделирование
   Тех. soft
   Рефераты
   Общий раздел
   Технологический раздел
   Конструкторский раздел
   Эксплуатационный раздел
   БЖД раздел
   Экономический раздел
   Экологический раздел
   Автоматизация раздел
   Расчетные работы

Гум. дипломные работы
   педагогика и психология
   астрономия и космонавтика
   банковское, биржевое дело
   БЖД и экология
   биология и естествознание
   бухгалтерский счет и аудит
   военное дело
   география
   геология
   государство и право
   журналистика и СМИ
   иностранные языки
   история
   коммуникации
   краеведение
   кулинария
   культура и искусство
   литература
   экономика и торговля
   математика
   медицина
   международное отношение
   менеджмент
   политология
   музыка
   религия
   социология
   спорт и туризм
   таможенная система
   физика
   химия
   философия
   финансы
   этика и эстетика
   правознавство

Гум. курсовые работы
   педагогика и психология
   астрономия и космонавтика
   банковское, биржевое дело
   БЖД и экология
   биология и естествознание
   бухгалтерский счет и аудит
   военное дело
   география
   геология
   государство и право
   журналистика и СМИ
   иностранные языки
   история
   коммуникации
   краеведение
   кулинария
   культура и искусство
   литература
   экономика и торговля
   математика
   медицина
   международное отношение
   менеджмент
   политология
   музыка
   религия
   социология
   спорт и туризм
   таможенная система
   физика
   химия
   философия
   финансы
   этика и эстетика
   правознавство

Гум. дополнения
   Отчеты
   Расчетные работы
   Лекции
   Задачи
   Лабораторные работы
   Литература
   Контрольные работы
   Сочинения
   Гум. soft
   Рефераты

Рефераты
   Авиация и космонавтика
   Административное право
   Арбитражный процесс
   Архитектура
   Астрология
   Астрономия
   Банковское дело
   Безопасность жизнедеятельнос
   Биографии
   Биология
   Биология и химия
   Биржевое дело
   Ботаника и сельское хоз-во
   Бухгалтерский учет и аудит
   Валютные отношения
   Ветеринария
   Военная кафедра
   ГДЗ
   География
   Геодезия
   Геология
   Геополитика
   Государство и право
   Гражданское право и процесс
   Делопроизводство
   Деньги и кредит
   ЕГЭ
   Естествознание
   Журналистика
   ЗНО
   Зоология
   Издательское дело и полиграф
   Инвестиции
   Иностранный язык
   Информатика
   Информатика, программировани
   Исторические личности
   История
   История техники
   Кибернетика
   Коммуникации и связь
   Компьютерные науки
   Косметология
   Краеведение и этнография
   Краткое содержание произведе
   Криминалистика
   Криминология
   Криптология
   Кулинария
   Культура и искусство
   Культурология
   Литература : зарубежная
   Литература и русский язык
   Логика
   Логистика
   Маркетинг
   Математика
   Медицина, здоровье
   Медицинские науки
   Международное публичное прав
   Международное частное право
   Международные отношения
   Менеджмент
   Металлургия
   Москвоведение
   Музыка
   Муниципальное право
   Налоги, налогообложение
   Наука и техника
   Начертательная геометрия
   Оккультизм и уфология
   Остальные рефераты
   Педагогика
   Политология
   Право
   Право, юриспруденция
   Предпринимательство
   Прикладные науки
   Промышленность, производство
   Психология
   психология, педагогика
   Радиоэлектроника
   Реклама
   Религия и мифология
   Риторика
   Сексология
   Социология
   Статистика
   Страхование
   Строительные науки
   Строительство
   Схемотехника
   Таможенная система
   Теория государства и права
   Теория организации
   Теплотехника
   Технология
   Товароведение
   Транспорт
   Трудовое право
   Туризм
   Уголовное право и процесс
   Управление
   Управленческие науки
   Физика
   Физкультура и спорт
   Философия
   Финансовые науки
   Финансы
   Фотография
   Химия
   Хозяйственное право
   Цифровые устройства
   Экологическое право
   Экология
   Экономика
   Экономико-математическое мод
   Экономическая география
   Экономическая теория
   Этика
   Юриспруденция
   Языковедение
   Языкознание, филология

Главная > Тех. дипломные работы > машиностроение
Название:
Технологическая подготовка производства деталей “уголок” методом листовой штамповки

Тип: Дипломные работы
Категория: Тех. дипломные работы
Подкатегория: машиностроение

Цена:
12 руб



Подробное описание:

Содержание

Аннотация………………………………………………………………………………………3
Введение ……….4

1 Технологический расчет …………………………………………..……………..….…..7
1.1 Эскиз детали…………………………..………………..…………..………………...7
1.2 Определение центра давления штампа………………………………………….8
1.3 Раскрой материала …………………….…………………........…………….…..…9
1.4 Расчет усилий ……………………………………………………..………….……..12
1.4.Выбор оборудования……………………………..……………..……………….…13

2 Конструкторский расчет………………………………………………....……………..15
2.1 Определение исполнительных размеров матрицы и пуансона………..……15
2.2 Определение габаритов матрицы…………………………...…………….....…..16

3. Расчет элементов гидравлического пресса ………..19
3.1. Выбор давления рн и типа рабочей жидкости ………..19
3.2. Расчет элементов цилиндра плунжерного типа ………..20
3.3. Определение размеров фланца ………..23
3.4. Расчёт высоты фланца ………..24
3.5. Выбор типа, размеров и числа уплотнений ………...24
3.6. Расчет диаметра и количества шпилек ….……..26
3.7. Расчет проходных сечений подводящих и отводящих трубопроводов………27
3.8. Расчет эффективной производительности насоса …….…..30
Список литературы …….…..31

 

 

 

 

 

 

Аннотация

Выпускная Бакалаврская работа выполнена по теме: “Технологическая подготовка производства деталеи “уголок” методом листовой штамповки.
В работе выполнен анализ технологических процессов изготовления деталей, спроектированы процессы изготовления, проведены необходимые расчёты технологических параметров, выбрано технологическое оборудование и сконструированы штампы для их изготовления.
Графическая часть работы выполнена с использованием графической системы T-FLEX.CAD.
Выпускная работа оформлена на 4-х листах формата А1 и расчётно-пояснительной записки на ___ листах.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение.
Холодная листовая штамповка является одним из наиболее прогрессивных
технологических методов производства; она имеет ряд преимуществ перед другими видами обработки металлов, как в техническом, так и в экономическом отношении.
В техническом отношении холодная штамповка позволяет:
1) получать детали весьма сложных форм, изготовление которых другими методами обработки или невозможно, или затруднительно;
2) создавать прочные и жесткие, но легкие по массе конструкции деталей при небольшом расходе материала;
3) получать взаимозаменяемые детали с достаточно высокой точностью размеров, преимущественно без последующей механической обработки.
В экономическом отношении холодная штамповка обладает следующими
преимуществами:
1) экономным использованием материала и сравнительно небольшими отходами;
2) весьма высокой производительностью оборудования, с применением механизации и автоматизации производственных процессов;
3) массовым выпуском и низкой стоимостью изготовляемых изделий.
Разработка технологических процессов холодной штамповки и проектирование штампов неразрывно связаны между собой.
Холодная листовая штамповка объединяет большое количество разнообразных операций, которые могут быть систематизированы по технологическим признакам.
По характеру деформаций холодная штамповка расчленяется на две основные группы: деформации с разделением материала и пластические деформации.
Первая группа объединяет деформации, которые приводят к местному разъединению материала путем среза и отделения одной его части от другой.
Группа пластических деформаций холодной листовой штамповки включает операции по изменению формы гнутых и полых листовых деталей.
Каждый из основных видов деформаций холодной штамповки подразделяется на ряд отдельных конкретных операций, характеризуемых особенностью и назначением работы, а также типом штампа.
Штамповка деталей путем выполнения нескольких раздельных операций в большинстве случаев экономически невыгодна, вследствие чего обычно применяют методы комбинированной штамповки, одновременно сочетающие две или несколько из указанных деформаций и отдельных операций. Кроме того, на производстве используются сборочно-штамповочные операции, основанные на применении деформаций гибки, формовки или отбортовки.
Холодная листовая штамповка широко применяется в машиностроительной,
приборостроительной и других отраслях промышленности. Наибольшее распространение холодная штамповка получила в крупносерийном и массовом производстве, где большие масштабы выпуска позволяют применять технически более совершенные, хотя и более сложные и дорогие штампы.
Ряд изделий массового производства и народного потребления изготовляется
десятками и сотнями миллионов штук в год. Наряду с этим в настоящее время холодная листовая штамповка широко применяется в мелкосерийном и даже единичном производстве.
Расширение области применения холодной листовой штамповки, с одной
стороны, характеризуется значительным увеличением габаритов штампуемых деталей до 10 м и более, а с другой стороны — резким уменьшением размеров — миниатюризацией деталей.
Основным прогрессивным конструктивным показателем, характеризующим
эффективность применения холодной листовой штамповки, является снижение массы при увеличении прочности и жесткости штампованных из листа деталей по сравнению с литыми, коваными или обработанными из сортового проката.
Основным прогрессивным технологическим фактором дальнейшего развития
холодной листовой штамповки является стремление получить штамповкой полностью законченную деталь, не требующую дальнейшей обработки резанием.
Прогрессивность тех или иных технологических методов неразрывно связана
с серийностью и конкретными условиями данного производства, а, следовательно, является не столько технологическим, сколько организационно-техническим понятием.
Производственно-технологические методы, прогрессивные в мелкосерийном производстве, в большинстве случаев оказываются непрогрессивными и нецелесообразными в условиях крупносерийного и массового производства, и наоборот. Этим объясняется различие производственных методов и путей развития холодной штамповки в массовом и мелкосерийном производстве.
В крупносерийном и массовом производстве развитие холодной штамповки
характеризуется:
1) применением сложных совмещенно-комбинированных штампов;
2) применением последовательной многопозиционной штамповки в ленте;
3) механизацией и автоматизацией процессов штамповки;
4) созданием быстроходных автоматических прессов и специальных автоматов;
5) совершенствованием и развитием методов, дающих повышенную точность и производительность и заменяющих обработку металлов резанием (чистовая вырубка, зачистка в штампах, холодное выдавливание).
В мелкосерийном и единичном (опытном) производстве холодная листовая штамповка характеризуется использованием универсальных и дешевых упрощенных штампов (пластинчатых, листовых, неметаллических), а также применением новых технологических методов (штамповки резиной, гидравлической штамповки, штамповки взрывом, гидроэлектрическим разрядом, магнитными импульсами и др.).

1.Разработка технологического процесса изготовления детали
1.1. Эскиз детали



Сопротивление срезу ср = 460 МПа
Предел прочности в = 650 Мпа
Материал: Сталь 35

 

 

 

 

 


1.2.Определение центра давления штампа.
Используя возможности графического пакета T-FLEX, я определил координаты центров давления для каждого пуансона. А потом определил их общий центр давления. Схема приведена ниже:

 

 

Центр давления на детали.

 

 

 

Ось хвостовика должна проходить через центр давления штампа для избежания перекосов, заклинивания и поломки штампов в процессе штамповки.

1.2 Раскрой материала

Для листовой штамповки выбор исходной заготовки осуществляется путём экономического анализа возможных вариантов раскроя материала.
Вырубку прямоугольных деталей можно производить за одно действие, если в деталях не требуется пробивка. В качестве критерия оптимальности принимается коэффициент использования материала (КИМ).
КИМ = ,
где FД =6300 площадь поверхности детали;
FЛ - площадь поверхности листа;
N - число деталей, штампуемых из одной исходной заготовки, шт
При штамповке с отходами определяют величину перемычек в зависимости от габаритных размеров заготовки, вида ее материала и толщины, а также в зависимости от типа раскроя.
По виду заготовки в штамповочном производстве материал разделяется на листы, полосы, ленты и штучные заготовки.
Наиболее распространённым сортаментом материала для листовой штамповки являются листы, нарезаемые на полосы и ленты.
В качестве исходного материала используем лист.
Сталь 35 по ГОСТ 4041-71

Номинальные размеры листа 1000х2000

где с1 и m1 – отходы при раскрое по ширине и длине листа;
а – ширина перемычки по краю;
t – шаг подачи при вырубке, равный ;
В0 – ширина полосы;
В1 – ширина листа без отхода с1;
L1 – длина листа без отхода m1;
B и L – полная ширина и длина листа.
Предварительно по таблицам 1,5,7 [11, стр. 7-15] найдем величину перемычек, допусков и необходимых зазоров.
a = 2.6 мм – ширина кромки, обрезаемой на ножницах при раскрое
b = 2.1 мм – ширина перемычки между деталями
= 0,8 мм – допуск на ширину полосы, нарезанной на гильотинных ножницах
’ = 0,46 мм – допуск на расстояние между направляющими планками
zн = 1,4 мм – гарантированный наименьший зазор между направляющими планками

 

 

 

 

 

 

 

Лист 1000х2000

Поперечный раскрой листа
А)

Ширина полосы для раскроя:
Bп = [А+2*(a+) + zн + ’]- 
Bп = [188.5 +2*(2,6+0,8) + 1,4+ 0,46]-0,8 мм = 197,16-0,8 мм
Округляем полученное значение до 197,2-0,8мм

Шаг штамповки t = В + 1.3*b = 42,43+1,3*2,1=45,16 мм
КИМ = =(6300/(2000*1000))*220= 0,693 =69%
Число деталей в листе: N = nп * nД = 5*44=220 шт
Число полос в листе nп = = 1000 / 197,2 = 5,07 ≈ 5 полос
Число деталей в полосе:
nД = = 2000/45,16 = 44,2 ≈ 44 шт

 

 

 

 

Лист 2000х1000
Продольный раскрой листа

Б)
КИМ = = (6300/(2000*1000))*220 = 0,693= 69%
Число деталей в листе: N = nп * nД = 10*22= 220 шт
Число полос в листе nп = = 2000 /197,2= 10,14 ≈ 10 полос
Число деталей в полосе:
nД = = 1000/45,16 = 22,14 ≈ 22 шт


Видно, что поперечный раскрой листа 1000x2000 выгодней всех остальных с точки зрения эффективности использования металла. При этом раскрое получаются 5 полос, при 2-ом 10 полос. КИМ равны.
Поэтому выбираем раскрой листа 1000х2000

 

 

1.3. Расчет усилий.

Технологическое усилие Р (Н) разделительных операций в штампах с металлическими рабочими деталями, у которых соответствующие режущие грани (ребра) пуансона и матрицы параллельны между собой, вычисляют по формуле:
Р=L*s* ,
где L- периметр контура вырубки (пробивки), мм; s- толщина штампуемого материала, мм; -сопротивление среза, МПа.
Усилие вырубки рассчитываем по формуле:
L=А+В+2*30+2*90= 120+120+60+180=480мм
Рв = L*s* = 480*1*460=220800 Н=220кН

Усилие проталкивания Рпр детали (отхода) сквозь матрицу:
Рпр = Кпр*Рв = 0,02*220 = 4,4кН, где
Кпр – коэффициент усилия проталкивания, равный 0,02-0,06 для стали [табл.11, стр.60,11].


Усилие снятия Рсн отхода (детали) с пуансона:
Рсн = Ксн*Рв = 0,03*220 = 6,6 кН, где
Ксн – коэффициент снятия, равный 0,03 – 0,05 для стали.

Суммарное усилие штамповки
Pобщ= Pв + Рпр + Рсн= 220+4,4+6,6=231 кН.

Требуемое усилие пресса:
Рпресса = 1,25 ∙ Pобщ = 1,25 ∙ 231 кН = 288,75 кН

 


1.4. Выбор оборудования
Выбор пресса ведётся параллельно с процессом конструирования штампа. При выборе пресса исходят из следующих соображений [12, стр. 481]:
1) тип пресса и величина хода ползуна должны соответствовать технологической операции;
2) усилие, создаваемое прессом, должно быть равно или несколько больше усилия, требуемого для штамповки;
3) мощность пресса должна быть достаточной для выполнения работы, необходимой для данной операции;
4) закрытая высота пресса должна соответствовать или быть больше закрытой высоты штампа;
5) габариты стола и ползуна пресса должны давать возможность установки и закрепления штампов и подачу заготовок, а отверстие в столе пресса – позволять свободное проваливание штампуемых деталей (при штамповке «на провал»);
6) число ходов пресса должно обеспечивать достаточно высокую производительность штамповки;
7) в зависимости от рода работы должно быть предусмотрено наличие специальных устройств и приспособлений (буфера, выталкиватели, механизмы подачи и т. п.);
8) удобство и безопасность обслуживания пресса должны соответствовать требованиям техники безопасности.


Таким образом, основными технологическими параметрами для выбора пресса являются усилие, работа, величина хода, закрытая высота и размеры стола пресса.
Рационально выбрать пресс с усилием 630 кН.

Выбираем пресс гидравлический, плунжерного типа.

Номинальное усилие……………………………………………………….….……….....1000 кН
Закрытая высота пресса……………………………………………..…………………...340 мм
Величина регулировки закрытой высоты………………..…..…………….…………...80 мм
Максимальный ход ползуна………………………………………….….…..………..…100 мм
Минимальный ход ползуна…………………………………….….…………………..…..10мм
Число ходов в минуту………………………………..…..…………………..…….……90 мин-1
Вылет станины пресса………………………………………………..……..………..…….260мм
Расстояние между стойками в свету…………….……………………..………………340 мм
Угол наклона станины……………………………………………………..………………0 град.
Диаметр отверстия для хвостовика……………………….………….…..………..…….50 мм
Диаметр провального отверстия в столе……………………………….…………..…300 мм
Толщина подштамповой плиты………………………….………..……….……..……….80 мм
Диаметр отверстия в подштамповой плите…………………………………….………140мм
Мощность электродвигателя………………………………………………….………......8.3 кВт
Число оборотов электродвигателя………………….………………………..………890 мин-1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2«Конструкторский расчет»

2.1 Определение исполнительных размеров матрицы и пуансона

Lм120=(Lн-Пи)+δм=(120 -0,145)+0,035=119,855+0,035 мм
Lп120=(Lн-Пи-z)-δм=(120-0,145-0,08)-0,035=119,847-0,035 мм

Lм30=(Lн-Пи)+δм=(30-0,145)+0,035=29,855+0,035 мм
Lп30=(Lн-Пи-z)-δм=(30-0,145-0,08)-0,035=29,847-0,035 мм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


2.2 Определение габаритов матрицы
А) определение рабочей зоны
ар=120 мм
вр=120 мм

По таблице определяем стандартное значение матрицы: Ар=280 мм и Bp=200 мм
Принимаем материал матрицы У10А

 


Б) определение высоты (толщина матрицы)
Форма матрицы определяется формой и размерами штампуемой детали. Требуемое технологическое усилие штамповки Р = 220кН. Толщину матрицы определяем по следующей эмпирической зависимости (ф.24 стр.76 [11]):

 

где S = 1 мм – толщина штампуемого материала;
КМ = 1,3 – коэффициент, зависящий от предела прочности штампуемого материала.
Дополнительно по эмпирической формуле можно проверить достаточность толщины матрицы (ф.25 стр.79 [2]):

Следует принять большее из полученных значений НМ. Выбранное значение НМ необходимо округлить до ближайшего большего числа из следующего ряда чисел: 8, 10, 12, 16, 20, 25, 28, 32, 36, 40, 45, 50, 56, 63, 71, 80. Принимаем НМ = 28 мм.

А-А

 

 

 

 

 


Гидравлический пресс
а)-принцип действия; б)-конструктивная схема; в)-схема пресса с подвижной станиной
Главным параметром гидравлического пресса является номинальное усилие пресса Рн - произведение номинального давления жидкости в цилиндре пресса на активную площадь его рабочих плунжеров. Прессы в зависимости от технологического назначения отличаются друг от друга конструкцией основных узлов, их расположением и количеством.

 

 

 

 

3.Расчет элементов гидравлического пресса.

3.1 Выбор давления рн и типа рабочей жидкости.
В приводах гидравлических прессов в качестве рабочей жидкости используют воду с добавлением эмульсола или минеральные масла. Необходимо, чтобы рабочая жидкость удовлетворяла некоторым основным требованиям:
- обладала смазывающей способностью для уменьшения коэффициента
трения;
- имела достаточную вязкость для снижения утечек;
- не была агрессивной т.е не разрушала смачиваемые детали и не меняла их свойств.
Гидравлические прессы эксплуатируются в широком диапазоне температур, поэтому изменение вязкости жидкости при различных температурных режимах работы пресса должно быть минимальным. В процессе эксплуатации прессов происходит уменьшение вязкости рабочей жидкости, поэтому последнюю необходимо периодически обновлять. Для обеспечения пожарной безопасности рабочая жидкость должна иметь высокие температуры вспышки и воспламенения. Важным требованием является низкая стоимость рабочей жидкости, ее доступность и простота изготовления. Рабочая жидкость должна быть чистой и эксплуатироваться так, чтобы количество механических примесей в ней было минимальным (механические примеси снижают надежность работы гидравлических прессов). В качестве рабочей жидкости будем использовать минеральное масло.
Номинальное давление рабочей жидкости в гидравлических прессах регламентируются ГОСТ356-80. Выберем давление равное 32МПа. Для расчёта возьмём 26 Мпа. Р=32Мпа=32*106Н/м2

 

 

 

 

 


3.2.Расчет элементов цилиндра плунжерного типа.
Цилиндры бывают следующих типов: плунжерные, дифференциально-плунжерные, поршневые с вертикальным (верхним и нижним) и горизонтальным расположением, подвижные и неподвижные, с опорой на фланец и на дно.
Число рабочих цилиндров(один, два, три, четыре и более) зависит от технологического назначения; усилия, развиваемого прессом, и требуемого числа ступеней усилий. Наиболее часто в гидравлических прессах используют неподвижные цилиндры. За последнее время стали строить прессы с подвижным рабочим цилиндром, например ковочные с нижним расположением цилиндров и подвижной станиной. В прессостроении применяют цилиндры с опорой на дно и на опорный фланец. Опора цилиндра на дно является рациональной с точки зрения прочности, так как в этом случае исключается напряжения, вызванные изгибом стенок от опорных реакций на фланце. Кроме того, стенки цилиндра не подвергаются осевым растягивающим напряжениям. Часто при опоре цилиндра на дно усложняется конструкция пресса, увеличиваются его масса и габаритные размеры. В связи с этим наибольшее распространение в прессостроении получили цилиндры с опорой на фланец. По особенностям напряженного состояния цилиндр можно условно разбить на три зоны: цилиндрическую А, опорного фланца Б и купольную или днище В.
Цилиндрическую зону, достаточно удаленную от купола и опорного фланца, допустимо рассматривать как толстостенную трубу и рассчитывать по формулам Ляме.
Определение диаметра цилиндра на основе заданного усилия РН, принятого давления рН, толщины стенок цилиндрической части по рн, [σ] и рассчитанной величине гв
Рн=1000кН-номинальное усилие, развиваемое цилиндром
Для обеспечения наибольшей прочности цилиндры изготавливаем кованные стальные (0,3-0,35% С), тогда величина допускаемого напряжения [σ] = 150 МПа.

 


rн=

 

Примем наружный радиус цилиндра 125мм
rн - наружный радиус цилиндра
dн=250мм
Шц- число рабочих цилиндров в прессе

 

 

 

 

 

 

 

« Конструкция Цилиндра: 1 – цилиндр, 2 – шток-демпфер, 3 – плунжер, 4 – направляющая втулка, 5 – уплотнение, 6 – ось нажимной шпильки, 7 – нажимной фланец, 8 – нажимная втулка

Расчет напряжений, возникающих в стенках при заданных значениях rн rв, Рн, [σ].
Рассчитаем напряжения, если на цилиндр действует только внутреннее давление:
радиальные:

 


тангенциальные:

 

осевые от влияния дна:


По энергетической теории прочности эквивалентное напряжение определяется по уравнению:

 

Максимальное напряжение на внутренней стенке:


[σ]-допускаемое напряжение

 

 

 

 

 

 

 

 


Схема напряженного состояния

 

Расчетная толщина стенки цилиндра.
Для определения номинальных значений диаметров цилиндра рассчитаем
среднюю толщину стенки цилиндра.
Расчетная толщина стенки 125-100=25мм.
Для простоты замены изнашиваемых частей, удобства сборки и разборки
узла, будем использовать конструкцию цилиндра с разъемным дном,
выполненным в виде крышки.

Для предотвращения деформаций высоких нагрузок в области крышки
поставим полукольца.
3.3. Определение размеров фланца.
Размер бурта фланца проверяют по удельному усилию, принимаемому около
80 МПа. Обычно ширина фланца b=0,8t; толщину его h проверяют на срез,
допускаемое напряжение принимают до 40 МПа или выбирают в зависимости
от толщины стенки t, равной h«(1,2-2,0)t. Для уменьшения концентрации
напряжений углы, образуемые наружной стенкой цилиндра и поверхностью
фланца, необходимо скруглить радиусами r=(0,2-0,25)t. [2]
Ширина фланца
b = 0.8t = 1,5*25 = 20мм;
Толщина фланца
h = 2t =1.3*25=32;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Конструкция рабочей части цилиндра.
Для уменьшения концентрации напряжения в углах, образуемых наружной стенкой цилиндра и поверхностью фланца, их должны скруглять радиусами.
r ≈ (0,2 : 0,25)t = 0,25 * 25 = 12.5мм
3.4 Рассчитаем высоту фланца:

 

 

 

 

 

 

 

 


3.5. Выбор типа, размеров и числа уплотнений.
Существуют три типа уплотнений подвижных соединений: набивочное, манжетное и поршневыми кольцами. Набивочное уплотнение затягивают и тем самым предотвращают утечку жидкости. Манжетное уплотнение действует автоматически под действием давления жидкости. Поршневыми кольцами уплотняют цилиндры с внутренним диаметром до 600 мм при использовании масла как рабочей жидкости. Требования к уплотнениям:
- обеспечить герметичность
- быть инертными к рабочей жидкости
- простота изготовления
- удобства сборки-разборки
- малые силы трения от плунжеров
По Таблицам выберем число манжет в комплекте п и высоту комплекта Н (мм), а также присоединительные размеры уплотнений шевронных многорядных.

 


Манжета
Кольцо опорное
Кольцо нажимное

Внутренний диаметре
Допускаемое отклоне-ние d
Ширина, В
Высота Н2
г
R
H1
Н3

140
±0.8
15+0,7
- 0,8
12+2
-1
1.5
4.5
8.4
15

Диаметр плунжера d,мм
Ширина манжеты В,мм
Номинальное давление,

Мпа

n
Н

105-220
15
5
50.0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Уплотнение шевронного : 1 – нажимное кольцо , 2 – манжеты, 3 – опорное кольцо.

 

3.6. Расчет диаметра и количества шпилек.
Нажимное кольцо крепят к цилиндру с помощью резьбовых шпилек. Материалом для нажимного кольца и резьбовых шпилек служит сталь 45. Направляющую втулку изготовляют из высококачественной бронзы. Высоту нажимного кольца 6 обычно принимают равной 2-2.5 диаметрам резьбовых шпилек с помощью которых его крепят к цилиндру, или (0.7-1 )b (b - ширина кольца). Резьбовые шпильки рассчитывают на усилие Р

Рассчитаем какого диаметра и сколько шпилек необходимо для крепления:
примем резьбу М20 и рассчитаем на растяжение:

 

 

действующая на шпильки;
d-диаметр штока

 

 

 

3.7 Расчет проходных сечений подводящих и отводящих трубопроводов

Скорость ползуна, мм/с, не менее
при холостом ходе
80

при рабочем ходе
21

при возвратном ходе
100

Скорость потока в трубопроводе, мм/с
напора
15000

налива
6000

слива
3000

Система наполнения предназначена для питания рабочих цилиндров
жидкостью низкого давления.
К наполнительным устройствам относятся наполнительный бак,
расположенный около пресса либо на его рабочем цилиндре, и
наполнительный клапан, соединяющий рабочий цилиндр с наполнительным баком. Наполнительные баки изготовляют сварными из листовой стали. Толщина цилиндрической и сферической частей предусматривается не менее 6мм.

Для устранения удара при встрече бойка с поковкой перед прессом в линии наполнения устанавливают компенсатор гидравлических ударов. Наполнительный бак снабжен предохранительным клапаном с пружиной, водомерным стеклом, манометром и тремя вентилями. Для отклонения наполнительного бака в месте подсоединения к прессу наполнительного трубопровода устанавливают запорно-обратный клапан откидного типа для отключения наполнительного бака от пресса и, если требуется, перепуск воды из рабочего цилиндра в наполнительный бак. Наполнительный клапан при холостом и возвратном ходах подвижной поперечины соединяет рабочий цилиндр с наполнительным баком. При холостом ходе жидкость поступает из наполнительного бака в рабочий цилиндр, а при возвратном наоборот.
Расчет выполняется по уравнению сплошности и неразрывности потока: расход в связанных между собой сечениях есть величина постоянная. Площадь рабочего цилиндра:


Расчет клапана сводится к определению диаметра клапана. Расчет
выполняется по уравнению сплошности и неразрывности потока

Ррц -площадь рабочего цилиндра, мм2;
Vxx -скорость холостого хода, мм/с;
VHK -допустимая скорость жидкости в наполнительных магистралях,
клапанах (6-7), м/с;
fHK-площадь проходного сечения наполнительного клапана, мм2.

 

 

 



.

 


Проанализировав расчеты диаметров клапана, выберем наибольшее значение, исходя из условия того, что один и тот же клапан обеспечивает режимы рабочего и холостого хода.
Внешний диаметр подводящего трубопровода равен D=25MM, толщина стенки S=15MM (ГОСТ 8734-75).
Рассчитаем проходное сечение отводящего трубопровода из условия неразрывности потока:

 

 

При расчете отводящего сечения учитывают площадь поршня без площади штока F6LU =17662.5 мм2.

 

Отводящее сечение: 1.При холостом ходе
Скорость холостого хода: Vxx = 80 мм/с
Скорость жидкости: Vж - 3000 мм/с
17662.5* 80 = 3,14 * dTp2*15000 / 4
dTp =11 мм
2.При рабочем ходе
Скорость рабочего хода: Vpx = 21 мм/с
Скорость жидкости: Vж = 3000 мм/с
17662.5 * 21 = 3,14 * dTp2* 6000 / 4
dTp = 9мм

Принимаем диаметр трубопровода отводящей магистрали 28мм.
Внешний диаметр отводящего трубопровода равен D=27MM, толщина стенки
S=15MM (ГОСТ 8734-75).

 

 

3.8. Расчет эффективной производительности насоса
Будем использовать насосный безаккумуляторный привод, где питание гидропресса рабочей жидкостью высокого давления осуществляется непосредственно от насосов.
Для насосного безаккумуляторного привода установочная мощность насосов и электродвигателей определяется максимальной мощностью, развиваемой прессом. Привод расходует энергию соответственно полезной работе, совершаемой прессом.
Расчет эффективной производительности насоса ведется из условия равенства расходов цилиндра и насоса при рабочем ходе.

 

 


где: f - площадь плунжера; z - число плунжеров; По - объемный КПД. n-число оборотов коленчатого вала в минуту(п=125-180об/мин)


Мощность на валу ротора насоса:
N = 1000*p*Q3/( ηM* ηH)
где: р - давление жидкости
ηм - механический КПД
N = 6000*320/612= 3137кВт.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список литературы

1. Васильев К.И., Люжников Е.И. Гидравлические прессы. Учебное пособие № 114
2. Банкетов А.Н., Бочаров Ю.А. Кузнечно-штамповочное оборудование
3. Горяйнов В.И., Лыжников Е.И. Холодно-штамповочное оборудование и его наладка.
4. Рудман Л.И. Справочник конструктора штампов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Содержание

Аннотация………………………………………………………………………………………3
Введение ……….4

1 Технологический расчет …………………………………………..……………..….…..7
1.1 Эскиз детали…………………………..………………..…………..………………...7
1.2 Определение центра давления штампа………………………………………….8
1.3 Раскрой материала …………………….…………………........…………….…..…9
1.4 Расчет усилий ……………………………………………………..………….……..12
1.4.Выбор оборудования……………………………..……………..……………….…13

2 Конструкторский расчет………………………………………………....……………..15
2.1 Определение исполнительных размеров матрицы и пуансона………..……15
2.2 Определение габаритов матрицы…………………………...…………….....…..16

3. Расчет элементов гидравлического пресса ………..19
3.1. Выбор давления рн и типа рабочей жидкости ………..19
3.2. Расчет элементов цилиндра плунжерного типа ………..20
3.3. Определение размеров фланца ………..23
3.4. Расчёт высоты фланца ………..24
3.5. Выбор типа, размеров и числа уплотнений ………...24
3.6. Расчет диаметра и количества шпилек ….……..26
3.7. Расчет проходных сечений подводящих и отводящих трубопроводов………27
3.8. Расчет эффективной производительности насоса …….…..30
Список литературы …….…..31

 

 

 

 

 

 

Аннотация

Выпускная Бакалаврская работа выполнена по теме: “Технологическая подготовка производства деталеи “уголок” методом листовой штамповки.
В работе выполнен анализ технологических процессов изготовления деталей, спроектированы процессы изготовления, проведены необходимые расчёты технологических параметров, выбрано технологическое оборудование и сконструированы штампы для их изготовления.
Графическая часть работы выполнена с использованием графической системы T-FLEX.CAD.
Выпускная работа оформлена на 4-х листах формата А1 и расчётно-пояснительной записки на ___ листах.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение.
Холодная листовая штамповка является одним из наиболее прогрессивных
технологических методов производства; она имеет ряд преимуществ перед другими видами обработки металлов, как в техническом, так и в экономическом отношении.
В техническом отношении холодная штамповка позволяет:
1) получать детали весьма сложных форм, изготовление которых другими методами обработки или невозможно, или затруднительно;
2) создавать прочные и жесткие, но легкие по массе конструкции деталей при небольшом расходе материала;
3) получать взаимозаменяемые детали с достаточно высокой точностью размеров, преимущественно без последующей механической обработки.
В экономическом отношении холодная штамповка обладает следующими
преимуществами:
1) экономным использованием материала и сравнительно небольшими отходами;
2) весьма высокой производительностью оборудования, с применением механизации и автоматизации производственных процессов;
3) массовым выпуском и низкой стоимостью изготовляемых изделий.
Разработка технологических процессов холодной штамповки и проектирование штампов неразрывно связаны между собой.
Холодная листовая штамповка объединяет большое количество разнообразных операций, которые могут быть систематизированы по технологическим признакам.
По характеру деформаций холодная штамповка расчленяется на две основные группы: деформации с разделением материала и пластические деформации.
Первая группа объединяет деформации, которые приводят к местному разъединению материала путем среза и отделения одной его части от другой.
Группа пластических деформаций холодной листовой штамповки включает операции по изменению формы гнутых и полых листовых деталей.
Каждый из основных видов деформаций холодной штамповки подразделяется на ряд отдельных конкретных операций, характеризуемых особенностью и назначением работы, а также типом штампа.
Штамповка деталей путем выполнения нескольких раздельных операций в большинстве случаев экономически невыгодна, вследствие чего обычно применяют методы комбинированной штамповки, одновременно сочетающие две или несколько из указанных деформаций и отдельных операций. Кроме того, на производстве используются сборочно-штамповочные операции, основанные на применении деформаций гибки, формовки или отбортовки.
Холодная листовая штамповка широко применяется в машиностроительной,
приборостроительной и других отраслях промышленности. Наибольшее распространение холодная штамповка получила в крупносерийном и массовом производстве, где большие масштабы выпуска позволяют применять технически более совершенные, хотя и более сложные и дорогие штампы.
Ряд изделий массового производства и народного потребления изготовляется
десятками и сотнями миллионов штук в год. Наряду с этим в настоящее время холодная листовая штамповка широко применяется в мелкосерийном и даже единичном производстве.
Расширение области применения холодной листовой штамповки, с одной
стороны, характеризуется значительным увеличением габаритов штампуемых деталей до 10 м и более, а с другой стороны — резким уменьшением размеров — миниатюризацией деталей.
Основным прогрессивным конструктивным показателем, характеризующим
эффективность применения холодной листовой штамповки, является снижение массы при увеличении прочности и жесткости штампованных из листа деталей по сравнению с литыми, коваными или обработанными из сортового проката.
Основным прогрессивным технологическим фактором дальнейшего развития
холодной листовой штамповки является стремление получить штамповкой полностью законченную деталь, не требующую дальнейшей обработки резанием.
Прогрессивность тех или иных технологических методов неразрывно связана
с серийностью и конкретными условиями данного производства, а, следовательно, является не столько технологическим, сколько организационно-техническим понятием.
Производственно-технологические методы, прогрессивные в мелкосерийном производстве, в большинстве случаев оказываются непрогрессивными и нецелесообразными в условиях крупносерийного и массового производства, и наоборот. Этим объясняется различие производственных методов и путей развития холодной штамповки в массовом и мелкосерийном производстве.
В крупносерийном и массовом производстве развитие холодной штамповки
характеризуется:
1) применением сложных совмещенно-комбинированных штампов;
2) применением последовательной многопозиционной штамповки в ленте;
3) механизацией и автоматизацией процессов штамповки;
4) созданием быстроходных автоматических прессов и специальных автоматов;
5) совершенствованием и развитием методов, дающих повышенную точность и производительность и заменяющих обработку металлов резанием (чистовая вырубка, зачистка в штампах, холодное выдавливание).
В мелкосерийном и единичном (опытном) производстве холодная листовая штамповка характеризуется использованием универсальных и дешевых упрощенных штампов (пластинчатых, листовых, неметаллических), а также применением новых технологических методов (штамповки резиной, гидравлической штамповки, штамповки взрывом, гидроэлектрическим разрядом, магнитными импульсами и др.).

1.Разработка технологического процесса изготовления детали
1.1. Эскиз детали



Сопротивление срезу ср = 460 МПа
Предел прочности в = 650 Мпа
Материал: Сталь 35

 

 

 

 

 


1.2.Определение центра давления штампа.
Используя возможности графического пакета T-FLEX, я определил координаты центров давления для каждого пуансона. А потом определил их общий центр давления. Схема приведена ниже:

 

 

Центр давления на детали.

 

 

 

Ось хвостовика должна проходить через центр давления штампа для избежания перекосов, заклинивания и поломки штампов в процессе штамповки.

1.2 Раскрой материала

Для листовой штамповки выбор исходной заготовки осуществляется путём экономического анализа возможных вариантов раскроя материала.
Вырубку прямоугольных деталей можно производить за одно действие, если в деталях не требуется пробивка. В качестве критерия оптимальности принимается коэффициент использования материала (КИМ).
КИМ = ,
где FД =6300 площадь поверхности детали;
FЛ - площадь поверхности листа;
N - число деталей, штампуемых из одной исходной заготовки, шт
При штамповке с отходами определяют величину перемычек в зависимости от габаритных размеров заготовки, вида ее материала и толщины, а также в зависимости от типа раскроя.
По виду заготовки в штамповочном производстве материал разделяется на листы, полосы, ленты и штучные заготовки.
Наиболее распространённым сортаментом материала для листовой штамповки являются листы, нарезаемые на полосы и ленты.
В качестве исходного материала используем лист.
Сталь 35 по ГОСТ 4041-71

Номинальные размеры листа 1000х2000

где с1 и m1 – отходы при раскрое по ширине и длине листа;
а – ширина перемычки по краю;
t – шаг подачи при вырубке, равный ;
В0 – ширина полосы;
В1 – ширина листа без отхода с1;
L1 – длина листа без отхода m1;
B и L – полная ширина и длина листа.
Предварительно по таблицам 1,5,7 [11, стр. 7-15] найдем величину перемычек, допусков и необходимых зазоров.
a = 2.6 мм – ширина кромки, обрезаемой на ножницах при раскрое
b = 2.1 мм – ширина перемычки между деталями
= 0,8 мм – допуск на ширину полосы, нарезанной на гильотинных ножницах
’ = 0,46 мм – допуск на расстояние между направляющими планками
zн = 1,4 мм – гарантированный наименьший зазор между направляющими планками

 

 

 

 

 

 

 

Лист 1000х2000

Поперечный раскрой листа
А)

Ширина полосы для раскроя:
Bп = [А+2*(a+) + zн + ’]- 
Bп = [188.5 +2*(2,6+0,8) + 1,4+ 0,46]-0,8 мм = 197,16-0,8 мм
Округляем полученное значение до 197,2-0,8мм

Шаг штамповки t = В + 1.3*b = 42,43+1,3*2,1=45,16 мм
КИМ = =(6300/(2000*1000))*220= 0,693 =69%
Число деталей в листе: N = nп * nД = 5*44=220 шт
Число полос в листе nп = = 1000 / 197,2 = 5,07 ≈ 5 полос
Число деталей в полосе:
nД = = 2000/45,16 = 44,2 ≈ 44 шт

 

 

 

 

Лист 2000х1000
Продольный раскрой листа

Б)
КИМ = = (6300/(2000*1000))*220 = 0,693= 69%
Число деталей в листе: N = nп * nД = 10*22= 220 шт
Число полос в листе nп = = 2000 /197,2= 10,14 ≈ 10 полос
Число деталей в полосе:
nД = = 1000/45,16 = 22,14 ≈ 22 шт


Видно, что поперечный раскрой листа 1000x2000 выгодней всех остальных с точки зрения эффективности использования металла. При этом раскрое получаются 5 полос, при 2-ом 10 полос. КИМ равны.
Поэтому выбираем раскрой листа 1000х2000

 

 

1.3. Расчет усилий.

Технологическое усилие Р (Н) разделительных операций в штампах с металлическими рабочими деталями, у которых соответствующие режущие грани (ребра) пуансона и матрицы параллельны между собой, вычисляют по формуле:
Р=L*s* ,
где L- периметр контура вырубки (пробивки), мм; s- толщина штампуемого материала, мм; -сопротивление среза, МПа.
Усилие вырубки рассчитываем по формуле:
L=А+В+2*30+2*90= 120+120+60+180=480мм
Рв = L*s* = 480*1*460=220800 Н=220кН

Усилие проталкивания Рпр детали (отхода) сквозь матрицу:
Рпр = Кпр*Рв = 0,02*220 = 4,4кН, где
Кпр – коэффициент усилия проталкивания, равный 0,02-0,06 для стали [табл.11, стр.60,11].


Усилие снятия Рсн отхода (детали) с пуансона:
Рсн = Ксн*Рв = 0,03*220 = 6,6 кН, где
Ксн – коэффициент снятия, равный 0,03 – 0,05 для стали.

Суммарное усилие штамповки
Pобщ= Pв + Рпр + Рсн= 220+4,4+6,6=231 кН.

Требуемое усилие пресса:
Рпресса = 1,25 ∙ Pобщ = 1,25 ∙ 231 кН = 288,75 кН

 


1.4. Выбор оборудования
Выбор пресса ведётся параллельно с процессом конструирования штампа. При выборе пресса исходят из следующих соображений [12, стр. 481]:
1) тип пресса и величина хода ползуна должны соответствовать технологической операции;
2) усилие, создаваемое прессом, должно быть равно или несколько больше усилия, требуемого для штамповки;
3) мощность пресса должна быть достаточной для выполнения работы, необходимой для данной операции;
4) закрытая высота пресса должна соответствовать или быть больше закрытой высоты штампа;
5) габариты стола и ползуна пресса должны давать возможность установки и закрепления штампов и подачу заготовок, а отверстие в столе пресса – позволять свободное проваливание штампуемых деталей (при штамповке «на провал»);
6) число ходов пресса должно обеспечивать достаточно высокую производительность штамповки;
7) в зависимости от рода работы должно быть предусмотрено наличие специальных устройств и приспособлений (буфера, выталкиватели, механизмы подачи и т. п.);
8) удобство и безопасность обслуживания пресса должны соответствовать требованиям техники безопасности.


Таким образом, основными технологическими параметрами для выбора пресса являются усилие, работа, величина хода, закрытая высота и размеры стола пресса.
Рационально выбрать пресс с усилием 630 кН.

Выбираем пресс гидравлический, плунжерного типа.

Номинальное усилие……………………………………………………….….……….....1000 кН
Закрытая высота пресса……………………………………………..…………………...340 мм
Величина регулировки закрытой высоты………………..…..…………….…………...80 мм
Максимальный ход ползуна………………………………………….….…..………..…100 мм
Минимальный ход ползуна…………………………………….….…………………..…..10мм
Число ходов в минуту………………………………..…..…………………..…….……90 мин-1
Вылет станины пресса………………………………………………..……..………..…….260мм
Расстояние между стойками в свету…………….……………………..………………340 мм
Угол наклона станины……………………………………………………..………………0 град.
Диаметр отверстия для хвостовика……………………….………….…..………..…….50 мм
Диаметр провального отверстия в столе……………………………….…………..…300 мм
Толщина подштамповой плиты………………………….………..……….……..……….80 мм
Диаметр отверстия в подштамповой плите…………………………………….………140мм
Мощность электродвигателя………………………………………………….………......8.3 кВт
Число оборотов электродвигателя………………….………………………..………890 мин-1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2«Конструкторский расчет»

2.1 Определение исполнительных размеров матрицы и пуансона

Lм120=(Lн-Пи)+δм=(120 -0,145)+0,035=119,855+0,035 мм
Lп120=(Lн-Пи-z)-δм=(120-0,145-0,08)-0,035=119,847-0,035 мм

Lм30=(Lн-Пи)+δм=(30-0,145)+0,035=29,855+0,035 мм
Lп30=(Lн-Пи-z)-δм=(30-0,145-0,08)-0,035=29,847-0,035 мм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


2.2 Определение габаритов матрицы
А) определение рабочей зоны
ар=120 мм
вр=120 мм

По таблице определяем стандартное значение матрицы: Ар=280 мм и Bp=200 мм
Принимаем материал матрицы У10А

 


Б) определение высоты (толщина матрицы)
Форма матрицы определяется формой и размерами штампуемой детали. Требуемое технологическое усилие штамповки Р = 220кН. Толщину матрицы определяем по следующей эмпирической зависимости (ф.24 стр.76 [11]):

 

где S = 1 мм – толщина штампуемого материала;
КМ = 1,3 – коэффициент, зависящий от предела прочности штампуемого материала.
Дополнительно по эмпирической формуле можно проверить достаточность толщины матрицы (ф.25 стр.79 [2]):

Следует принять большее из полученных значений НМ. Выбранное значение НМ необходимо округлить до ближайшего большего числа из следующего ряда чисел: 8, 10, 12, 16, 20, 25, 28, 32, 36, 40, 45, 50, 56, 63, 71, 80. Принимаем НМ = 28 мм.

А-А

 

 

 

 

 


Гидравлический пресс
а)-принцип действия; б)-конструктивная схема; в)-схема пресса с подвижной станиной
Главным параметром гидравлического пресса является номинальное усилие пресса Рн - произведение номинального давления жидкости в цилиндре пресса на активную площадь его рабочих плунжеров. Прессы в зависимости от технологического назначения отличаются друг от друга конструкцией основных узлов, их расположением и количеством.

 

 

 

 

3.Расчет элементов гидравлического пресса.

3.1 Выбор давления рн и типа рабочей жидкости.
В приводах гидравлических прессов в качестве рабочей жидкости используют воду с добавлением эмульсола или минеральные масла. Необходимо, чтобы рабочая жидкость удовлетворяла некоторым основным требованиям:
- обладала смазывающей способностью для уменьшения коэффициента
трения;
- имела достаточную вязкость для снижения утечек;
- не была агрессивной т.е не разрушала смачиваемые детали и не меняла их свойств.
Гидравлические прессы эксплуатируются в широком диапазоне температур, поэтому изменение вязкости жидкости при различных температурных режимах работы пресса должно быть минимальным. В процессе эксплуатации прессов происходит уменьшение вязкости рабочей жидкости, поэтому последнюю необходимо периодически обновлять. Для обеспечения пожарной безопасности рабочая жидкость должна иметь высокие температуры вспышки и воспламенения. Важным требованием является низкая стоимость рабочей жидкости, ее доступность и простота изготовления. Рабочая жидкость должна быть чистой и эксплуатироваться так, чтобы количество механических примесей в ней было минимальным (механические примеси снижают надежность работы гидравлических прессов). В качестве рабочей жидкости будем использовать минеральное масло.
Номинальное давление рабочей жидкости в гидравлических прессах регламентируются ГОСТ356-80. Выберем давление равное 32МПа. Для расчёта возьмём 26 Мпа. Р=32Мпа=32*106Н/м2

 

 

 

 

 


3.2.Расчет элементов цилиндра плунжерного типа.
Цилиндры бывают следующих типов: плунжерные, дифференциально-плунжерные, поршневые с вертикальным (верхним и нижним) и горизонтальным расположением, подвижные и неподвижные, с опорой на фланец и на дно.
Число рабочих цилиндров(один, два, три, четыре и более) зависит от технологического назначения; усилия, развиваемого прессом, и требуемого числа ступеней усилий. Наиболее часто в гидравлических прессах используют неподвижные цилиндры. За последнее время стали строить прессы с подвижным рабочим цилиндром, например ковочные с нижним расположением цилиндров и подвижной станиной. В прессостроении применяют цилиндры с опорой на дно и на опорный фланец. Опора цилиндра на дно является рациональной с точки зрения прочности, так как в этом случае исключается напряжения, вызванные изгибом стенок от опорных реакций на фланце. Кроме того, стенки цилиндра не подвергаются осевым растягивающим напряжениям. Часто при опоре цилиндра на дно усложняется конструкция пресса, увеличиваются его масса и габаритные размеры. В связи с этим наибольшее распространение в прессостроении получили цилиндры с опорой на фланец. По особенностям напряженного состояния цилиндр можно условно разбить на три зоны: цилиндрическую А, опорного фланца Б и купольную или днище В.
Цилиндрическую зону, достаточно удаленную от купола и опорного фланца, допустимо рассматривать как толстостенную трубу и рассчитывать по формулам Ляме.
Определение диаметра цилиндра на основе заданного усилия РН, принятого давления рН, толщины стенок цилиндрической части по рн, [σ] и рассчитанной величине гв
Рн=1000кН-номинальное усилие, развиваемое цилиндром
Для обеспечения наибольшей прочности цилиндры изготавливаем кованные стальные (0,3-0,35% С), тогда величина допускаемого напряжения [σ] = 150 МПа.

 


rн=

 

Примем наружный радиус цилиндра 125мм
rн - наружный радиус цилиндра
dн=250мм
Шц- число рабочих цилиндров в прессе

 

 

 

 

 

 

 

« Конструкция Цилиндра: 1 – цилиндр, 2 – шток-демпфер, 3 – плунжер, 4 – направляющая втулка, 5 – уплотнение, 6 – ось нажимной шпильки, 7 – нажимной фланец, 8 – нажимная втулка

Расчет напряжений, возникающих в стенках при заданных значениях rн rв, Рн, [σ].
Рассчитаем напряжения, если на цилиндр действует только внутреннее давление:
радиальные:

 


тангенциальные:

 

осевые от влияния дна:


По энергетической теории прочности эквивалентное напряжение определяется по уравнению:

 

Максимальное напряжение на внутренней стенке:


[σ]-допускаемое напряжение

 

 

 

 

 

 

 

 


Схема напряженного состояния

 

Расчетная толщина стенки цилиндра.
Для определения номинальных значений диаметров цилиндра рассчитаем
среднюю толщину стенки цилиндра.
Расчетная толщина стенки 125-100=25мм.
Для простоты замены изнашиваемых частей, удобства сборки и разборки
узла, будем использовать конструкцию цилиндра с разъемным дном,
выполненным в виде крышки.

Для предотвращения деформаций высоких нагрузок в области крышки
поставим полукольца.
3.3. Определение размеров фланца.
Размер бурта фланца проверяют по удельному усилию, принимаемому около
80 МПа. Обычно ширина фланца b=0,8t; толщину его h проверяют на срез,
допускаемое напряжение принимают до 40 МПа или выбирают в зависимости
от толщины стенки t, равной h«(1,2-2,0)t. Для уменьшения концентрации
напряжений углы, образуемые наружной стенкой цилиндра и поверхностью
фланца, необходимо скруглить радиусами r=(0,2-0,25)t. [2]
Ширина фланца
b = 0.8t = 1,5*25 = 20мм;
Толщина фланца
h = 2t =1.3*25=32;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Конструкция рабочей части цилиндра.
Для уменьшения концентрации напряжения в углах, образуемых наружной стенкой цилиндра и поверхностью фланца, их должны скруглять радиусами.
r ≈ (0,2 : 0,25)t = 0,25 * 25 = 12.5мм
3.4 Рассчитаем высоту фланца:

 

 

 

 

 

 

 

 


3.5. Выбор типа, размеров и числа уплотнений.
Существуют три типа уплотнений подвижных соединений: набивочное, манжетное и поршневыми кольцами. Набивочное уплотнение затягивают и тем самым предотвращают утечку жидкости. Манжетное уплотнение действует автоматически под действием давления жидкости. Поршневыми кольцами уплотняют цилиндры с внутренним диаметром до 600 мм при использовании масла как рабочей жидкости. Требования к уплотнениям:
- обеспечить герметичность
- быть инертными к рабочей жидкости
- простота изготовления
- удобства сборки-разборки
- малые силы трения от плунжеров
По Таблицам выберем число манжет в комплекте п и высоту комплекта Н (мм), а также присоединительные размеры уплотнений шевронных многорядных.

 


Манжета
Кольцо опорное
Кольцо нажимное

Внутренний диаметре
Допускаемое отклоне-ние d
Ширина, В
Высота Н2
г
R
H1
Н3

140
±0.8
15+0,7
- 0,8
12+2
-1
1.5
4.5
8.4
15

Диаметр плунжера d,мм
Ширина манжеты В,мм
Номинальное давление,

Мпа

n
Н

105-220
15
5
50.0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Уплотнение шевронного : 1 – нажимное кольцо , 2 – манжеты, 3 – опорное кольцо.

 

3.6. Расчет диаметра и количества шпилек.
Нажимное кольцо крепят к цилиндру с помощью резьбовых шпилек. Материалом для нажимного кольца и резьбовых шпилек служит сталь 45. Направляющую втулку изготовляют из высококачественной бронзы. Высоту нажимного кольца 6 обычно принимают равной 2-2.5 диаметрам резьбовых шпилек с помощью которых его крепят к цилиндру, или (0.7-1 )b (b - ширина кольца). Резьбовые шпильки рассчитывают на усилие Р

Рассчитаем какого диаметра и сколько шпилек необходимо для крепления:
примем резьбу М20 и рассчитаем на растяжение:

 

 

действующая на шпильки;
d-диаметр штока

 

 

 

3.7 Расчет проходных сечений подводящих и отводящих трубопроводов

Скорость ползуна, мм/с, не менее
при холостом ходе
80

при рабочем ходе
21

при возвратном ходе
100

Скорость потока в трубопроводе, мм/с
напора
15000

налива
6000

слива
3000

Система наполнения предназначена для питания рабочих цилиндров
жидкостью низкого давления.
К наполнительным устройствам относятся наполнительный бак,
расположенный около пресса либо на его рабочем цилиндре, и
наполнительный клапан, соединяющий рабочий цилиндр с наполнительным баком. Наполнительные баки изготовляют сварными из листовой стали. Толщина цилиндрической и сферической частей предусматривается не менее 6мм.

Для устранения удара при встрече бойка с поковкой перед прессом в линии наполнения устанавливают компенсатор гидравлических ударов. Наполнительный бак снабжен предохранительным клапаном с пружиной, водомерным стеклом, манометром и тремя вентилями. Для отклонения наполнительного бака в месте подсоединения к прессу наполнительного трубопровода устанавливают запорно-обратный клапан откидного типа для отключения наполнительного бака от пресса и, если требуется, перепуск воды из рабочего цилиндра в наполнительный бак. Наполнительный клапан при холостом и возвратном ходах подвижной поперечины соединяет рабочий цилиндр с наполнительным баком. При холостом ходе жидкость поступает из наполнительного бака в рабочий цилиндр, а при возвратном наоборот.
Расчет выполняется по уравнению сплошности и неразрывности потока: расход в связанных между собой сечениях есть величина постоянная. Площадь рабочего цилиндра:


Расчет клапана сводится к определению диаметра клапана. Расчет
выполняется по уравнению сплошности и неразрывности потока

Ррц -площадь рабочего цилиндра, мм2;
Vxx -скорость холостого хода, мм/с;
VHK -допустимая скорость жидкости в наполнительных магистралях,
клапанах (6-7), м/с;
fHK-площадь проходного сечения наполнительного клапана, мм2.

 

 

 



.

 


Проанализировав расчеты диаметров клапана, выберем наибольшее значение, исходя из условия того, что один и тот же клапан обеспечивает режимы рабочего и холостого хода.
Внешний диаметр подводящего трубопровода равен D=25MM, толщина стенки S=15MM (ГОСТ 8734-75).
Рассчитаем проходное сечение отводящего трубопровода из условия неразрывности потока:

 

 

При расчете отводящего сечения учитывают площадь поршня без площади штока F6LU =17662.5 мм2.

 

Отводящее сечение: 1.При холостом ходе
Скорость холостого хода: Vxx = 80 мм/с
Скорость жидкости: Vж - 3000 мм/с
17662.5* 80 = 3,14 * dTp2*15000 / 4
dTp =11 мм
2.При рабочем ходе
Скорость рабочего хода: Vpx = 21 мм/с
Скорость жидкости: Vж = 3000 мм/с
17662.5 * 21 = 3,14 * dTp2* 6000 / 4
dTp = 9мм

Принимаем диаметр трубопровода отводящей магистрали 28мм.
Внешний диаметр отводящего трубопровода равен D=27MM, толщина стенки
S=15MM (ГОСТ 8734-75).

 

 

3.8. Расчет эффективной производительности насоса
Будем использовать насосный безаккумуляторный привод, где питание гидропресса рабочей жидкостью высокого давления осуществляется непосредственно от насосов.
Для насосного безаккумуляторного привода установочная мощность насосов и электродвигателей определяется максимальной мощностью, развиваемой прессом. Привод расходует энергию соответственно полезной работе, совершаемой прессом.
Расчет эффективной производительности насоса ведется из условия равенства расходов цилиндра и насоса при рабочем ходе.

 

 


где: f - площадь плунжера; z - число плунжеров; По - объемный КПД. n-число оборотов коленчатого вала в минуту(п=125-180об/мин)


Мощность на валу ротора насоса:
N = 1000*p*Q3/( ηM* ηH)
где: р - давление жидкости
ηм - механический КПД
N = 6000*320/612= 3137кВт.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список литературы

1. Васильев К.И., Люжников Е.И. Гидравлические прессы. Учебное пособие № 114
2. Банкетов А.Н., Бочаров Ю.А. Кузнечно-штамповочное оборудование
3. Горяйнов В.И., Лыжников Е.И. Холодно-штамповочное оборудование и его наладка.
4. Рудман Л.И. Справочник конструктора штампов

 




Комментарий:

Дипломная работа полная!


Рекомендовать другу
50/50         Партнёрка
Отзывы