99315

Разработка художественного и рабочего проектов изделия «ваза», технологических процессов и штамповой оснастки для изготовления его деталей методами ОМД

Курсовая

Производство и промышленные технологии

Описание конструкции изделия по сборочному чертежу. Технологический процесс изготовления детали «Чаша». Расчет технологических параметров раскроя листа на полосы. Расчет технологических параметров вырубки. Расчет технологических параметров вытяжки. Описание конструкции штампов по сборочному чертежу. Описание конструкции вырубного штампа. Описание конструкции вытяжного штампа. Расчет исполнительных размеров матрицы и пуансона вырубного штампа...

Русский

2016-09-07

517.5 KB

0 чел.

Разработка художественного и рабочего проектов изделия «ваза», технологических процессов и штамповой оснастки для изготовления его деталей методами ОМД

Пояснительная записка

Курсовая работа по дисциплине

«Технология изготовления художественных изделий обработкой давлением»

ТПЖА.712300.134 ПЗ

Реферат

Работинская В.Г.  Разработка художественного и рабочего проектов изделия «Ваза», технологических процессов и штамповой оснастки для изготовления его деталей методами ОМД. ТПЖА. 712300.134 ПЗ: Курсовая работа / ВятГУ, каф. ТХОМ; рук. Земцов М.И. -Киров, 2009. Гр.ч. 2л. ф.А2, 2л. ф.АЗ, 2л. ф.А4; ПЗ 19 с, 8 рис., 6 источников,I прил.; технол. докум. 20л, специф. 1 л.

ХУДОЖЕСТВЕННОЕ ИЗДЕЛИЕ, ВЫРУБКА, ВЫТЯЖКА, ГИБКА, НАКАТКА, ПРЕССОВОЕ ОБОРУДОВАНИЕ, ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ

ПРОЦЕСС

Объект разработки - ваза, применяемая в быту в качестве посуды.

Цель работы - разработка художественного и рабочего проектов изделия «Ваза», разработка технологического процесса и штамповой оснастки для изготовления детали изделия методами ОМД, закрепление теоретических знаний по курсу.

При выполнении данной работы была разработана конструкция вазы с возможностью ее изготовления методами ОМД, также разработан технологический процесс, сборочный чертеж изделия, рабочие чертежи деталей, чертежи штампов.

Содержание

 

Введение…………………………………………………………………………  6

1 Описание художественного изделия «Ваза»…………………………...…… 7

2 Описание конструкции изделия по сборочному чертежу…………….……  8

3 Технологический процесс изготовления детали «Чаша»……..….……..   9

3.1 Расчет технологических параметров раскроя листа на полосы…….. 9

3.2 Расчет технологических параметров вырубки ……................……... 11

3.3 Расчет технологических параметров вытяжки ………………...…… 13

4Описаниеконструкции штампов по сборочному чертежу.....................16

4.1Описание конструкции вырубного штампа…………………….….16

4.2Описание конструкции вытяжного штампа…………………….…… 165Расчет исполнительных размеров матрицы и пуансона

 вырубного штампа……...……….....................…………………………………17

6Расчет исполнительных размеров матрицы и пуансона

 длявытяжки…………………….....................…………………………………18

7Расчет пуансона вырубного штампа на прочность…….....………….……...19

Заключение……………………………………………………………………....20

Приложение А (справочное). Библиографический список…………………...21

Введение

С древнейших времен люди обрабатывали металл. С годами эти методы совершенствовались и упрощали труд. В наше время без металлообрабатывающих цехов не обходится практически ни один завод. Среди прогрессивных методов обработки металла на заводах общего и специального машиностроения широкое применение получила обработка металла давлением, проводимая в холодном и горячем состоянии. В основу методов обработки давлением положены пластические свойства металлов.

Уровень использования обработки металла давлением в технологических процессах изготовления промышленных изделий очень велик. Большинство деталей подвергается обработке этим способом (вытяжке, вырубке, пробивке, гибке, отбортовке, формовке и т.д.).

Важнейшими причинами широкого использования методов обработки давлением являются: минимальный расход металла, высокая производительность, относительно высокая точность и повышение качества металла.

Поэтому при разработке технологии изготовления художественного изделия используется методы обработки металла давлением, так как это более рационально по сравнению с другими методами.

В основе данной курсовой работы лежит разработка художественного и рабочего проектов «Ваза», технологических процессов изготовления ее деталей методами обработки металлов давлением

1 Описание художественного изделия «Ваза»

Художественное изделие «Ваза», представленное на листе графической части ТПЖА.712300.134 ДПЛ может использоваться в качестве декоративного украшения помещений.

 Изделие изготавливается из латуни, обладающей хорошей пластичностью и приятным золотистым оттенком, что придает изделию особое изящество и обеспечивает простоту его изготовления из данного материала методами ОМД.

Характерный цвет и блеск материала, а также лаконичный внешний вид в сочетании с простым геометрическим рисунком придают изделию законченность и стилистическую яркость.

В целом изделие смотрится достаточно органично и может вписаться в любой интерьер.

2 Описание конструкции изделия по сборочному чертежу

Сборочный чертеж художественного изделия представлен на листе графической части ТПЖА. 712300.134 СБ.

Изделие «Ваза» состоит из следующих основных деталей:чаша 1, колпачок 2,  стержень 3, шар крепежный 4 , ножка 5. Кроме того, в изделие входят стандартные изделия: гайка 6, шпилька 7.

Деталь «Чаша» изготавливается из листового материала 1,5x600x1500 Л63ГОСТ931-90 вытяжкой. На поверхность детали наносится художественный рельеф методом накатки.

Деталь «Колпачок» также изготавливается из листового материала вытяжкой,  крепится к чаше пайкой.  Для этого используется припой медно-цинковый для пайки латуней ПМЦ36, содержащих до 68% меди.

Для стержня изделия берется латунный пруток, который с деталью «Колпачок» крепится латунной гайкой ГОСТ 15526 - 70, а с шаром крепежным – резьбой.

Деталь «Ножка» также изготавливается из листового материала. Деталь крепится с помощью латунной шпильки. Для этого используется припой медно-цинковый ПМЦ36 для пайки латуней.

Для изготовления деталей вазы используется:

- пруток

Пруток ДПРХХ Л63 ГОСТ 931-90 т.кр. Н.М-25 ГОСТ 2060-90

- листовая латунь

Лист ДПРХХ 1,5x600x1500 Л63 ГОСТ 931 – 90

Химический состав:  63% - меди

37% - цинка.

Механические свойства /1. с 186/:

предел прочности σв = З00МПа;

сопротивление срезу σср = 260 МПа;

относительное удлинение δ=38%.

3 Технологические расчеты

3.1 Расчет технологических параметров раскроя листа на полосы.

Ширина полосы зависит от диаметра заготовкиD и величины перемычек а и Ь, в соответствии с рисунком 1.

В - ширина полосы; а - перемычка между вырезами;

b - боковая перемычка;D - диаметр заготовки.

Рисунок 1 - Схема расположения перемычек

При толщине материала 1,5мм ширина перемычек а=b=1,5 мм /1, с.293/.

Заготовка предназначается для дальнейшего изготовления детали «Чаша» вытяжкой. Эскиз представлен на рисунке 2.

Рисунок 2 - Эскиз детали  «Чаша»

Расчетный диаметр определяется по среднему диаметру по формуле:

dCP =d0-S(1)

гдеd0 -наружный диаметр детали, мм ;

Sтолщина стенки детали, мм.

dCP = 100 -1.5 = 98.5мм

Определяется отношение высоты деталиН к среднему диаметру детали:

При данном отношении припуск на обрезкуhn=1,5 мм /1, с. 135/. Тогда высота детали с припуском на обрезку:

H =h0 +hn= 30 +1,5 =31,5 мм

Диаметр заготовкиD, мм определяется по формуле /2,с.95/:

                (2)

гдеR - наружный радиус закругления детали, в мм.

По формуле (2) получается:

мм.

Требуемая ширина полосы определяется по формуле /2, с.296/:

B=D+2b =128,5+2×1,5=131,5мм                                           (3)

Листовая      латунь      1,5x600x1500 Л63ГОСТ931-90

режется   гильотинными   ножницами   с   угломствора    φ = 2°,       в соответствии с рисунком 3.

φ – угол створа ножниц,S - толщина материала,

δ - угол резания; γ - задний угол

Рисунок 3 – Схема резания гильотинными ножницами

Расчетное усилие резания Р, в Н, листа на полосы в соответствии с рисунком 4 определяется по формуле /2, с.10/:

Рисунок 4 – Эскиз вырезаемой полосы.

,                                               (5)

где Р – усилие резания, Н,

S – толщина материала, мм.

Учитывая наличие изгиба при резке, а также неравномерность толщины металла и притупление ножей, усилие обычно увеличивают на 30% и полное усилие резания принимают равным /2, с.11/:

                                    (6)

         .

Выбираются ножницы гильотинные НГ 16-01 с номинальным усилием, равным 63 кН.

3.2 Технологический расчет процесса вырубки

Эскиз вырубаемой заготовки представлен на рисунке 5

Рисунок 5 - Эскиз вырубаемой заготовки

Расчетные усилия срезаРСР,в Н, штампами с параллельными кромками определяются по формуле /2, с.285/:

    РСР=SLσCP(6)

гдеL- длина линии среза - периметр исходной детали, в мм.:

L = πD = 3,14x128,5 = 403,5 мм

РСР=1,5x403,5x260 =157365Н= 157,4 кН

В случае применения пружинного, эластичного или пневматического съемника отштампованных деталей, прижима заготовки или выталкивателя к расчетному усилию прибавляется усилие сжатия буферов или пружин.

Тогда полное усилие среза будет определяться по формуле /5, с. 15/

P =kPCP+QБ(7)

где к=1,2 - поправочный коэффициент, учитывающий неоднородность материала и затупление режущих кромок;

QБ- усилие сжатия буферов и пружин, в Н, определяемое по формуле:

QБ=k1Pcp(8)

Для изготовления данной заготовки выбирается однопуансонный вырубной штамп, следовательно, при толщине материала 1,5 ммk1 будет равен 0,06

QБ=0,06·157365 =9441,9 Н

Тогда полное усилие среза по формуле (7):

Р =1,2 ·157365 +9441,9= 198279,9Н  ≈ 198,3 кН

Следовательно, выбирается механический пресс КД1424 с усилием 250кН, предназначенный для вырубки, вытяжки, пробивки и гибки. Ход ползуна пресса равен 20мм.

3.3 Расчет технологических параметров вытяжки

Вытяжка - это формоизменяющая операция холодной листовой штамповки, в результате которой происходит образование полой заготовки или изделия из плоской или полой исходной листовой заготовки.

Вытяжка производится для детали, представленной на рисунке 2.

Относительная толщина заготовки определяется по формуле/3, с.19/:

(9)

Для данного отношения принимаются следующие значения коэффициентов вытяжки для каждой вытяжной операции /3, с.19/:

= 0,53;т2= 0,74;т3= 0,76;т4= 0,78

Диаметрп-ного перехода по средней линии определяется по формуле/3, с.18/:

(10)

гдеdn -диаметр заготовки соответственно послеn операции, в мм.

d1=·D =0,53 ·128,5 = 68,1 мм

Так как уже на первом переходе получена заготовка диаметром 68,1мм, который меньше требуемого диаметра 98,5 мм, принимается диаметрd1равным заданномуdсp = 98,5 мм. Тогда коэффициент вытяжки составит:

Так как вытяжка детали происходит за один переход, высота получаемой заготовки с учетом припуска на обрезку принимается равнойН=31,5 мм

При вытяжке за один переход согласно рисунка 2 радиус закруглений пуансона принимаетсяrп = 16мм, радиус матрицы принимаетсяrм= 12мм.

Для уменьшения трения между матрицей и материалом применяют зазорZ между пуансоном и матрицей.

Для штампуемых деталей обычного класса точности за одну операцию вытяжки односторонний зазорZ, в мм находится по формуле:

Где = 0 - положительное отклонение допуска на толщину материала, мм;

= 0,19 - прибавка, зависящая от толщины материалаS, мм /2,с. 183/.

мм

Усилие вытяжкиQB,в Н, определяется из условия, что допустимые напряжения должны быть меньше разрушающих, достигающих максимального значения на глубине.

,                                                      (11)

где  – длина периметра изделия по среднему диаметру;

МПа - разрушающее напряжение в опасном сечении;

МПа - временное сопротивление разрыву;

 - относительное удлинение материала заготовки.

По формуле (11) получается:

С достаточной для практики точностью усилие  вытяжки цилиндрических и близких к ним деталей можно определить по формуле:

                                             (12)

где  - коэффициент дляn-перехода, зависящий от относительной толщины заготовки и коэффициента вытяжки.ПриΔs =1,2% коэффициент равенk1=0,36 /2, с. 173/

QВ1=πd1SσBk1 =3,14 ·98,5 ·1,5 ·300 ·0,36 = 50105 Н

Условие допустимых напряжений (11) выполняется.

Приближенное условие потери устойчивости заготовки /3, с.20/

                                                     (13)

Так как условие (13) не выполняется, прижимQnpдля предотвращения потери устойчивости использовать не следует.

Полное усилие вытяжкиQnдляn - ой операции, в Н, для прессов простого действия определяется по формуле:

Qn=QBn+QПn(14)

Q1=QВ1 +QП1= 50105+ 0 = 50105Н =50,1кН

Подбирается пресс по рассчитанному усилию. Выбирается механический пресс простого действия с усилием 63 кН модели К2118А. ход ползуна равен 90 мм.

  1. Описание конструкции штампов

4.1 Описание конструкции вырубного штампа

На листе графической части ТПЖА 294100.134СБ представлен штамп для вырубки. Основой конструкции штампа является блок, состоящий из верхней   и нижней   плит с направляющими колонками  4, по которым верхняя плита перемещается в процессе работы. Нижняя часть колонки запрессована в нижнюю плиту, а верхняя часть колонки установлена во втулке 5, которая запрессована в верхнюю плиту. С помощью колонок осуществляется ориентирование верхней плиты относительно нижней. Центрирование верхней плиты штампа с верхней плитой пресса осуществляется с помощью хвостовика 1.

Вырубной пуансон   крепится к верхней плите с помощью винтов 9  и центрируется с помощью штифтов 10.

Матрица 6 крепится к нижней плите с помощью винтов 9 и центрируется с помощью штифтов 10.

Заднее расположение колонок позволяет вести работу с ручной подачей полосы (слева – направо). Вырубной пуансон, действующий от кривошипного пресса через хвостовик, вырубает заготовку. Вырубка происходит «на провал» через отверстие в матрице и нижней плите.

  1. Описание конструкции вытяжного штампа

На листе графической части ТПЖА 294000.134 – 01СБ представлен штамп для вытяжки.

Основой конструкции штампа является стандартный блок с направляющими колонками.

Рабочая часть штампа пуансон 7 непосредственно прикрепляется к верхней плите, матрица 5 закреплена в матрицедержателе 6, который крепится к нижней плите. Вытяжка происходит без прижима через отверстие матрицы, с криволинейным профилем с закругленными рисками /2, с. 123/. Для съема полученной детали с пуансона используются съемники 1 , расположенные в специальных пазах матрицы и матрицедержателя. Крепление верхней плиты на ползуне пресса осуществляется за счет хвостовика 9.

5 Расчет исполнительных размеров вырубного штампа

5.1 Исполнительные размеры пуансона

В зависимости от принятой технологии изготовления штампов применяются различные методы расчета исполнительных размеров. В данном случае определяются исполнительные размеры пуансона длявырубки. Матрица дорабатывается по пуансону с зазором z (способ изготовленияматрицы по оттиску пуансона).

Величина зазораz зависит от свойств материала и его толщины. ПриS=1,5 мм ипринимается величина зазораz=0,09 мм. Дополнительное отклонение Δz=+0,03 мм /4, с. 22/.

 Исполнительные размеры рассчитываются с учетом сохранения максимально допустимых припусков на износ матрицы и пуансона.

Исполнительный размер пуансона определяется по формуле /2, с.408/:

,                           (15)

гдеD – номинальный размер штампуемой детали, мм;

Δ – допуск на размер вырубаемой заготовки, равный 1 мм /4, с.23/;

δп– допуск на изготовление пуансона, равный 0,02 мм /4, с.408/.

Тогда исполнительный размер пуансона для вырубки заготовкиd1=D=128,5 мм равен:

DП = (128,5−1−0,06)-0,015 = 127,44-0,02 мм;

5.2 Исполнительные размеры матрицы

Исполнительный размер матрицы определяется по формуле /2, с.408/

,         (16)

гдеΔ – допуск на размер вырубаемой заготовки, равный 1 мм /1, с.285/;

       δм – допуск на изготовление матрицы, равный 0,03 мм /2, с.408/.

Тогда исполнительный размер матрицы для вырубки (Lп1 = 100,02)равен:

DМ = (128,5 − 1)+0,025= 127,5+0,03  мм;

6Расчет исполнительных размеров штампа для вытяжки

6.1 Исполнительный размер матрицы

У штампов, предназначенных для вырубки, размеры увеличиваются при износе штампа. Следовательно, исполнительный размер матрицы определяется по формуле /2, с. 410/

,                               (17)

гдеDм – исполнительный размер матрицы, мм;

D – номинальный внутренний размер;

δм – допуск на изготовление матрицы, равный 0,12 мм /2, с.411/.

Δ – допуск на размер вырубаемой заготовки, равный 0,00 мм /1, с.285/;

Тогда исполнительный размер матрицы равен

мм

6.2 Исполнительный размер пуансона

Исполнительный размер пуансона определяется по формуле /2, с.410/

                                                    ,                                     (18)

где   – допуск на изготовление пуансона /2, с.411/

Δ – допуск на размер вырубаемой заготовки, равный 1 мм /1, с.285/;

z – величина одностороннего зазора между матрицей и пуансоном:

Тогда исполнительный размер пуансона равен

DП =(100−1−1,88)-0,08 = 97,12-0,8мм

  1. Расчет пуансона вырубного штампа на прочность

Расчет рабочей поверхности пуансона на сжатие производится по формуле /4 с. 172/:

,              (19)

   где Р=157365 – усилие, приложенное к пуансону, Н;

F – наименьшее поперечное сечение пуансона, мм2;

σсж – допускаемое напряжение материала на сжатие, МПа (для стали

У8А, из которой изготавливаются пуансоны, σсж =1420 МПа).

Поперечное сечение пуансона рассчитывается по формуле:

(20)

Для пуансона диаметромDп=127,44 мм поперечное сечение равно:

F1= (3,14∙127,442)/4=12749 мм2;

- выполняется.

Заключение

 

Впроцессе выполнения курсовой работы был разработан рабочий и художественный проект изделия «Ваза» с наличием деталей изготавливаемых методами ОМД.Выполнены сборочный чертеж изделия, чертежи четырех деталей, чертежи оснастки (вырубного и вытяжного штампа). Разработан технологический процесс с заполнением технологических карт для изготовления детали «Чаша» свыполнениемнеобходимых технологических расчетов и эскизов, выполнены точностные и силовые расчеты для вырубного штампа. Также составлен технологический процесс

В процессе выполнения данной курсовой работы были приобретены и закреплены знания по курсу ОМД, освоена методика составления техпроцессов, получены базовые навыки конструирования штампов.

Приложение А (справочное)

Библиографический список

  1. Анурьев       В.И.  Справочник       конструктора машиностроителя:   В   3-х   т.   Т.    1.   —   М.:   Машиностроение, 1979.-728 с.
  2. Романовский В.П. Справочник по холодной штамповке. – 6-е изд., перераб. и доп. – Л.: Машиностроение, 1979. – 520с.
  3. Земцов М.И., Сергеев Д.Г. Расчет технологических параметров и разработка технологического процесса вытяжки осесимметричных тонкостенный заготовок: Методические указания к лабораторной работе. – Киров: Альфа – Полекс, 2002. - 31с.
  4. Белов В.В. Штампы для листовой штамповки. Расчеты и конструирование: Справочник / Под. ред. Белова В.В, Хесина Г.И.- Санкт – Петербург: Гамма, 1992.- 292с.
  5. Земцов М.И., Сергеев Д.Г. Разделительные операции холодной листовой штамповки. Основные виды и их характеристики, расчет технологических параметров: Методические указания к лабораторной работе. – Киров: Альфа – Полекс, 2002. - 25с.
  6. Кувалдин Ю.И. Структура дипломных проектов и общие требования к оформлению пояснительных записок: Методические указания к дипломному проектированию. – Киров: Альфа – Полекс, 2002. - 44с.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

17593. Статистические методы измерения взаимосвязей 259 KB
  14 ТЕМА 5 Статистические методы измерения взаимосвязей. ПЛАН ЛЕКЦИИ 1. Виды взаимосвязей между явлениями. 2. Метод аналитического группирования. Дисперсионный анализ. 3. Корреляционно регрессионный анализ. 4. Многофакторная корреляция. 5. Непарам...
17594. Ряды динамики. Определение тенденции развития. Интерполяция и экстраполяция 350 KB
  11 Лекция 6. Ряды динамики ПЛАН ЛЕКЦИИ 1. Понятие и виды рядов динамики. 2. Характеристики рядов динамики. 2.1. Показатели интенсивности изменения уровней ряда динамики 2.2. Средние показатели ряда динамики 3. Определение тенденции развития. Интерпол
17595. Индексы. Использование индексного метода при анализе среднего курса акций 258.5 KB
  ТЕМА 7 Индексы ПЛАН ЛЕКЦИИ 1. Понятие индексов. Индивидуальные и сводныеобщие индексы. 2. Агрегатные индексы. 3. Среднеарифметический и среднегармонический индексы. 4. Система взаимосвязанных индексов факторный анализ. 5. Индексы средних величин. 6. Использовани...
17600. Облік та аналіз зовнішньоекономічної діяльності 554.5 KB
  Облік та аналіз зовнішньоекономічної діяльності Лекція 1. ПРЕДМЕТ ЗАВДАННЯ ЗАГАЛЬНОТЕОРЕТИЧНІ І СПЕЦИФІЧНІ ОСНОВИ ДИСЦИПЛІНИ План Предмет курсу. Основні завдання та задачі. Нормативноправове забезпечення бухгалтерського обліку зовнішньоекономічної
17601. Экономика и организация малого бизнеса 3.95 MB
  Экономика и организация малого бизнеса: курс лекций Лекция 1. Предпринимательство: сущность функции принципы деловые качества 1.1.Сущность и функции предпринимательства его отличие от других видов деятельности. 1.2. Исторические предпосылки и основы предпринимате...