Сидельников С.Б. и др. Теория процессов кузнечно-штамповочного производства. Практикум

Подождите немного. Документ загружается.

8. ОПР-Е РАЗМЕРОВ ЗАГОТ-И И УСИЛИЯ ПРИ ШТАМПОВКЕ В ОТКР. И ЗАКР. ШТАМПАХ КРУГЛОЙ В ПЛАНЕ ПОКОВКИ



Теория процессов ковки и штамповки. Практикум

-41-

( )

BhbhpVVV

змагмост 20

+=+=

где

мост

– объем мостика облоя;

маг

– объем металла в магазине облоя;

–

периметр поковки, мм;

– толщина мостика облоя, мм;

– средняя тол-

щина облоя по магазину, мм;

– ширина мостика облоя, мм;

– ширина

облоя в магазине, мм.

Значения

представлены в таблице;

hh 2

. Для поковок мас-

сой до 0,5 кг принимают

= 10 мм, массой до 2 кг –

= 15 мм; при массе более

2 кг

= 20 мм. Если поковки имеют сложную форму, а облой образуется в

предварительном штамповочном ручье, то значение

удваивают.

Для нашего случая примем

= 20 мм.

Диаметр расчетной заготовки для круглых в плане поковок, получае-

мых осадкой как в открытых, так и в закрытых штампах, может быть найден

из условия сохранения устойчивости:

2,5

çàã

≤

где

заг

– соответственно, высота и диаметр заготовки,

и формулы для определения объема цилиндрической заготовки:

çàã

çàã çàã

ÏD

VH= ⋅

2,5

çàã

D =

После округления диаметра заготовки до целого значения в милли-

метрах определяют ее высоту:

çàã

Оборудование для штамповки выбирается в зависимости от усилия

необходимого для формообразования поковки.

Усилие штамповки в открытых штампах при выборе кривошипного

горячештамповочного пресса для круглых в плане поковок можно рассчитать

по формуле

33 3

1,5 0,375 1,25ln

ÒÏ

bb D

PF F

hh h



  

=σ + +− +



  

  



где

– предел текучести металла при температуре штамповки, МПа;

– соответственно, ширина и толщина мостика облоя, мм;

– соответствен-

но, площадь проекции мостика облоя и поковки на плоскость разъема, мм

;

8. ОПР-Е РАЗМЕРОВ ЗАГОТ-И И УСИЛИЯ ПРИ ШТАМПОВКЕ В ОТКР. И ЗАКР. ШТАМПАХ КРУГЛОЙ В ПЛАНЕ ПОКОВКИ



Теория процессов ковки и штамповки. Практикум

-42-

– диаметр поковки, мм (для поковок, близких по форме к круглым и

квадратным в плане,

ПП

FD 13,1=

Усилие деформации при штамповке в закрытых штампах находят по

аналогичной зависимости:

2 22

2 1,5

2,07 1 1,5ln 12 1 4,5 1,92

Ï ÏÏ

Ï ÏÏ Ï Ï

r Hrr H H

D r DD D D



 



=σ − + + −− + +

 



 



( )

1,5

ÏÏ

H rr F



+ + −− −





где

– соответственно, радиусы закругления пуансона и угла матрицы;

– высота поковки.

Для практического применения предлагается по заданному варианту

исходных данных (рис. 8.1

, рис. 8.2, табл. 8.1) рассчитать размеры цилиндри-

ческой заготовки и усилие штамповки в открытых и закрытых штампах, по-

строить графики зависимости усилия от площади проекции поковки (при

этом использовать результаты расчетов двух других вариантов) для трех

диаметров поковок из одного материала и сопоставить полученные результа-

ты.

Таблица 8.1

Вари-

ант

Вид

штампа

мм

Материал

заготовки

Температура

штамповки,

Открытый

100 30,0

4,0

1,5

–

Сталь 3 сп 1200

Закрытый

–

2,0

3,0

Открытый

110 30,0

4,0

1,5

–

Сталь 3 сп 1200

Закрытый

–

2,0

3,0

Открытый

120 30,0

4,0

1,5

–

Сталь 3 сп 1200

Закрытый

–

2,0

3,0

Открытый

100 35,0

4,0

1,5

–

Сталь 40 1200

Закрытый

–

2,0

3,0

Открытый

110 35,0

4,0

1,5

–

Сталь 40 1200

Закрытый

–

2,0

3,0

Открытый

120 35,0

4,0

1,5

–

Сталь 40 1200

Закрытый

–

2,0

3,0

Открытый

130 40,0

4,0

1,5

–

Сталь 50 1200

Закрытый

–

2,0

3,0

Открытый

140 40,0

5,0

2,0

–

Сталь 50 1200

Закрытый

–

3,0

4,0

8. ОПР-Е РАЗМЕРОВ ЗАГОТ-И И УСИЛИЯ ПРИ ШТАМПОВКЕ В ОТКР. И ЗАКР. ШТАМПАХ КРУГЛОЙ В ПЛАНЕ ПОКОВКИ

Задание



Теория процессов ковки и штамповки. Практикум

-43-

Продолжение табл. 8.1

Вариант

Вид

штампа

мм

Материал

заготовки

Температура

штамповки,

Открытый

150 40,0

5,0

2,0

–

Сталь 50 1200

Закрытый

–

3,0

4,0

Открытый

130 45,0

5,0

2,0

–

Сталь 40 1100

Закрытый

–

3,0

4,0

Открытый

140 45,0

5,0

2,0

–

Сталь 40 1100

Закрытый

–

3,0

4,0

Открытый

150

45,0

5,0

2,0

–

Сталь 40 1100

Закрытый

–

3,0

4,0

Открытый

160

50,0

6,0

2,5

–

Сталь 30 1000

Закрытый

–

3,5

4,5

Открытый

170

50,0

6,0

2,5

–

Сталь 30 1000

Закрытый

–

3,5

4,5

Открытый

180

50,0

6,0

2,5

–

Сталь 30 1000

Закрытый

–

3,5

4,5

Открытый

160

55,0

6,0

2,5

–

Сталь 40 1000

Закрытый

–

3,5

4,5

Открытый

170

55,0

6,0

2,5

–

Сталь 40 1000

Закрытый

–

3,5

4,5

Открытый

180

55,0

6,0

2,5

–

Сталь 40 1000

Закрытый

–

3,5

4,5

Открытый

190

60,0

7,0

3,5

–

Сталь 50 1200

Закрытый

–

4,0

5,0

Открытый

200

60,0

7,0

3,5

–

Сталь 50 1200

Закрытый

–

4,0

5,0

Открытый

210

60,0

7,0

3,5

–

Сталь 50 1200

Закрытый

–

4,0

5,0

Открытый

190

65,0

7,0

3,5

–

Сталь

45Г2

1200

Закрытый

–

4,0

5,0

Открытый

200

65,0

7,0

3,5

–

Сталь

45Г2

1200

Закрытый

4,0

5,0

Открытый

210

65,0

7,0

3,5

–

Сталь

45Г2

1200

Закрытый

–

4,0

5,0

Открытый

220

70,0

7,0

3,5

–

Сталь

45Г2

1200

Закрытый

– – 4,0 5,0



Теория процессов ковки и штамповки. Практикум

-44-

Для самостоятельной подготовки разработаны контрольные задачи,

которые соответствуют модулям дисциплины «Теория технологических про-

цессов кузнечно-штамповочного производства». Для их решения необходимо

использовать справочные материалы, приведенные в прил.

Исходные условия для решения задач приведены в табл. 9.1

Таблица 9.1

Номер

задания

Условия задачи

Материал

изделия

Дополнительное

условие

Определить усилие, прогиб и угол скру-

чивания при продольной резке листа тол-

щиной 1 мм и размерами 420×710 мм на

гильотинных ножницах

АД1

См.прил.

Рассчитать усилие резки и работу де-

формации на ножницах с параллельными

ножами, если производится поперечная

резка полосы толщиной 9 мм, размерами

100

300 мм

А2

См.прил.

Определить усилие пробивки отверстия

диаметром 40 мм, если толщина заготовки

составляет 7 мм

Сталь

08 кп

См.прил.

Вычислить усилие вырубки квадратной

детали со стороной 50 мм и толщиной 5

мм

Сталь

См.прил.

Определить усилие для выбора пресса

под пробивку прямоугольного отверстия

размерами 60 × 90 мм в заготовке толщи-

ной 10 мм

М1

Применяется штампов-

ка на провал с использо-

ванием однопуансонного

пробивного штампа про-

стого действия без съем-

ника

Определить усилие для выбора пресса

под вырубку круглой детали диаметром 70

мм и толщиной 1 мм

ВТ1-1

Применяется штампов-

ка на провал с использо-

ванием однопуансонного

вырубного штампа про-

стого действия

КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАЧИ

Основы теории процессов листовой штамповки



Теория процессов ковки и штамповки. Практикум

-45-

Продолжение табл. 9.1

Номер

задания

Условия задачи

Материал

изделия

Дополнительное

условие

Определить усилие для выбора пресса

при пробивке-вырубке, если диаметр вы-

рубаемого контура детали составляет

100 мм, диаметр пробиваемого отверстия –

20 мм, толщина заготовки – 4 мм

Ст3

Используется штам-

повка на провал в шта

м-

пе последовательного

действия без прижима

Рассчитать усилие одноугловой гибки

полосы шириной 50 мм и толщиной 3 мм,

если расстояние между опорами составля-

ет 60 мм

Сталь

Гибка производится без

калибровки

Вычислить усилие двухугловой гибки с

прижимом полосы шириной 100 мм и

толщиной 5 мм, если радиусы закругления

матрицы и пуансона одинаковы и состав-

ляют 5 мм

Л68

Гибка производится без

калибровки

Определить усилие одноугловой гибки в

зависимости от угла гибки и построить

график усилия при изменении угла от 90

до 50 градусов через 10 градусов для сле-

дующих параметров: толщина полосы –

5 мм, ширина полосы – 100 мм, радиусы

закругления пуансона и матрицы – 10 мм

Ст3

Сопротивление металла

деформации принять

равным 0,8 от предела

прочности

Определить возможность вытяжки ци-

линдрической детали без фланца за один

переход, если диаметр плоской заготовки

составляет 100 мм, толщина – 1,6 мм, а

диаметр детали равен 52 мм

Л68

Вытяжка производится

без утонения стенок с

прижимом

Рассчитать усилие вытяжки цилиндри-

ческой детали без фланца на третьем пе-

реходе, если диаметр цилиндрической за-

готовки составляет 40 мм, диаметр после

перехода – 32 мм, а толщина заготовки

равна 1,5 мм

Сталь

Вытяжка производится

без утонения

Определить необходимость прижима

однооперационной вытяжки, если диаметр

заготовки составляет 100 мм, диаметр де-

тали – 50 мм, а толщина детали равна 2 мм

Д16А-М

Вытяжка производится

без утонения

Вычислить усилие при вытяжке с утоне-

нием стенки, если исходная толщина

стенки заготовки составляет 4 мм, диаметр

детали – 20 мм, заданная величина зазора

равна 2,5 мм

ЛС59-1

КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАЧИ

Основы теории процессов листовой штамповки



Теория процессов ковки и штамповки. Практикум

-46-

Окончание табл. 9.1

Номер

задания

Условия задачи

Материал

изделия

Дополнительное

условие

Построить эпюру радиальных растяги-

вающих напряжений, действующих на

фланцевой части заготовки при вытяжке,

если диаметр детали равен 150 мм, а диа-

метр заготовки 100 мм

АД1

Количество точек для

построения эпюры при-

нять равным 5. Сопротив-

ление деформации при-

нять равным 0,8 от

предела прочности мате-

риала

Построить эпюру тангенциальных сжи-

мающих напряжений, действующих на

фланцевой части заготовки при вытяжке,

если диаметр детали равен 200 мм, а диа-

метр заготовки 100 мм

М1

Количество точек для

построения эпюры при-

нять равным 5. Сопротив-

ление деформации при-

нять равным 0,8 от

предела прочности мате-

риала

Определить величину максимальных

растягивающих напряжений, если толщи-

на детали – 3 мм, диаметр детали – 70 мм,

диаметр заготовки – 210 мм, коэффициент

трения – 0,1

Ст3

Вытяжка производится

без утонения. Сопротив-

ление деформации при-

нять равным 0,8 от преде-

ла прочности материала

Определить возможность формовки

ребра жесткости и усилие, если длина

ребра до деформации – 20 мм, после де-

формации – 18 мм, а толщина материала –

2 мм

Л68

Определить возможность внутренней

отбортовки сферическим пуансоном за один

переход, если диаметр отверстия в заготовке

составляет 10 мм, диаметр борта – 20 мм,

а толщина – 2 мм

Ст 3

Отверстие в заготовке

получено методом свер-

ления

Рассчитать усилие отбортовки отверстия

диаметром 8 мм, если диаметр борта со-

ставляет 10 мм, а толщина заготовки – 4 мм

АД1

Определить усилие обжима трубы в ко-

нической матрице, если толщина стенки

трубы составляет 2 мм, ее диаметр –

50 мм, а диаметр после обжима – 35 мм

М1

Определить усилие раздачи трубной за-

готовки с толщиной стенки 4 мм, диамет-

ром 100 мм, если коэффициент раздачи

составил 0,75

Д16М

КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАЧИ

Основы теории процессов ковки



Теория процессов ковки и штамповки. Практикум

-47-

Исходные условия для решения задач приведены в табл. 9.2

Таблица 9.2

Номер

варианта

Условия задачи

Материал

изделия

Дополнительные условия

Определить массу падающих частей

молота, необходимого для осадки заготов-

ки круглого сечения, если диаметр поков-

ки составляет 50 мм, высота заготовки –

50 мм; а степень деформации по высоте

за удар принята равной 30 %

Сталь

3сп

Температура нагрева

металла перед ковкой рав-

на 1200 °С

Рассчитать усилие пресса для осадки

заготовки круглого сечения, если диа-

метр поковки составляет 600 мм, а высо-

та поковки – 900 мм

Сталь 40

Масштабный коэффи-

циент принять равным

0,75. Температуру ковки

выбрать самостоятельно

Определить усилие пресса, необходи-

мое для осадки заготовки с исходными

размерами: диаметр заготовки составляет

740 мм, высота заготовки – 1200 мм, вы-

сота поковки – 600 мм

Сталь 50

Температура ковки со-

ставляет 1200 °С, масштаб-

ный коэффициент равен

0,75

Построить эпюру осевых сжимающих

напряжений σ

, действующих по сече-

нию заготовки при осадке, если диаметр

поковки составляет 100 мм, а высота –

60 мм

С1

Показатель трения по

Зибелю принять равным

0,8, учитывая, что реали-

зуется холодная деформа-

ция. Количество точек для

построения эпюры при-

нять равным 6

С использованием закона трения

Амонтона-Кулона рассчитать макси-

мальное осевое напряжение и давление

при осадке цилиндрической заготовки

диаметром 250 мм и высотой 700 мм, ес-

ли диаметр поковки составляет 400 мм

Сталь 40

Температуру ковки

выбрать самостоятельно.

Сопротивление деформа-

ции принять равным 0,8 от

предела прочности метал-

ла. Коэффициент трения

принять равным 0,5

Определить коэффициенты деформации

по высоте, ширине и длине, если протяжке

подвергается квадратная заготовка со сто-

роной 100 мм и длиной 300 мм, а высота

поковки после деформации равна 80 мм.

Коэффициент интенсивности уширения

равен 0,5

Сталь 10

Ширина бойков со-

ставляет 200 мм, величину

подачи выбрать самостоя-

тельно

КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАЧИ

Основы теории процессов ковки



Теория процессов ковки и штамповки. Практикум

-48-

Продолжение табл. 9.2

Номер

варианта

Условия задачи

Материал

изделия

Дополнительные

условия

Рассчитать коэффициент интенсивно-

сти уширения при протяжке, если разме-

ры плоской заготовки составляют b

×h

= 80×100 мм, высота поковки – 50 мм, а

величина абсолютного уширения равна

10 мм

М1

Рассчитать усилие пресса для протяж-

ки на плоских бойках квадратной заго-

товки с размерами Н

= В

= 800 мм при

величине подачи 600 мм

Сталь 40

Температура ковки со-

ставляет 1100 °С, мас-

штабный коэффициент –

0,75

Определить массу падающих частей

молота для протяжки на плоских бойках

заготовки с размерами Н

= В

= 100 мм

при подаче 100 мм

Сталь 40

Температура ковки со-

ставляет 1000 °С. Степень

деформации за один удар

равна 0,1

Вычислить коэффициенты деформа-

ции по высоте, ширине, длине, коэффи-

циент интенсивности уширения, степень

укова и высоту поковки после протяжки

заготовки с размерами поперечного се-

чения 100×100 мм и длиной 320 мм, если

размеры поперечного сечения поковки

составляют 80

80 мм

С1

Ширину бойков вы-

брать самостоятельно

Определить коэффициент уширения

при протяжке на плоских бойках заго-

товки с размерами поперечного сечения

×B

= 50×50 мм при величине подачи

40 мм, если размеры поперечного сече-

ния поковки равны H

B = 20

20 мм

С2

Коэффициент трения

по Зибелю принять рав-

ным 0,8

Определить усилие открытой прошив-

ки сплошным прошивнем, если диаметр

заготовки равен 200 мм, а диаметр про-

шивня 80 мм

Сталь 30

Влияние толщины от-

хода h не учитывать

(

6hd ≤

). Температура

ковки составляет 1000 °С.

Сопротивление деформа-

ции принять равным 0,8 от

предела прочности металла

Рассчитать усилие закрытой прошивки

цилиндрической заготовки диаметром 70

мм сплошным прошивнем, диаметр ко-

торого составляет 60 мм

Сталь 50

Температура ковки со-

ставляет 1200 °С. Сопро-

тивление деформации при-

нять равным 0,8 от предела

прочности металла

Вычислить давление открытой и за-

крытой прошивки при изменении отно-

шения диаметров заготовки и пуансона

от 1,5 до 5 с шагом 0,5 и построить гра-

фики зависимости этих параметров

Сталь

45Г2

Температура ковки со-

ставляет 1200 °С. Сопро-

тивление деформации при-

нять равным 0,8 от предела

прочности металла

КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАЧИ

Основы теории процессов объемной штамповки



Теория процессов ковки и штамповки. Практикум

-49-

Исходные условия для решения задач приведены в табл. 9.3

Таблица 9.3

Номер

варианта

Условия задачи

Материал

изделия

Дополнительные

условия

Рассчитать высоту цилиндрической

заготовки диаметром 100 мм для

штамповки в открытых штампах круг-

лой в плане поковки диаметром 120

мм и высотой 60 мм

С1

Величину штамповоч-

ных уклонов не учиты-

вать

Определить высоту цилиндрической

заготовки диаметром 50 мм для штам-

повки в закрытых штампах поковки с

размерами b

l = 20

100 мм

С2

Величину штамповоч-

ных уклонов не учиты-

вать

Определить высоту поковки после

штамповки в закрытых штампах, если

заданы следующие параметры заго-

товки: диаметр – 50 мм, высота – 40 мм

и диаметр поковки – 70 мм

Сталь 3сп

Потери металла на угар

незначительны.

Определить высоту поковки после

штамповки в открытых штампах, если

заданы следующие параметры заго-

товки: диаметр – 80 мм, высота –

60 мм; диаметр поковки – 100 мм

Сталь 30

Потери металла на угар

незначительны. Объем об-

лоя принять равным 1

5 %

от объема заготовки

Рассчитать усилие штамповки в от-

крытых штампах для круглой в плане

поковки диаметром 35 мм, если пара-

метры заусенечной канавки следую-

щие: h

= 5 мм, b

= 12 мм

Сталь 50

Температура штамповки

составляет 1200

Рассчитать усилие штамповки в от-

крытых штампах для квадратной в

плане поковки со стороной 70 мм, ес-

ли параметры заусенечной канавки

следующие: h

= 4,5 мм, b

= 8 мм

Сталь 40

Температура штамповки

составляет 1200

Рассчитать усилие штамповки в за-

крытых штампах для круглой в плане

поковки диаметром 77 мм и высотой

100 мм

Сталь 30

Температура штамповки

составляет 1000

С. Ра-

диусы закругления пуан-

сона и матрицы выбрать

самостоятельно

Определить высоту квадратной в

плане поковки со стороной 100 мм и

усилие штамповки в закрытых штам-

пах, если заданы размеры цилиндри-

ческой заготовки: диаметр – 50 мм,

длина – 100 мм

Сталь 40

Температура штамповки

составляет 1000 оС. Ра-

диусы закругления мат-

рицы и пунсона одинако-

вы и равны 5 мм

КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАЧИ

Основы теории процессов объемной штамповки



Теория процессов ковки и штамповки. Практикум

-50-

Продолжение табл. 9.3

Номер

варианта

Условия задачи

Материал

изделия

Дополнительные

условия

Определить усилие штамповки вы-

давливанием поковки типа ступенча-

того стержня с размерами корпусной

части D = 80 мм, L = 20 мм, размерами

стержневой части d = 20 мм, l = 100

мм и углом между ними 600

Сталь 40

Температура штамповки

составляет 1200

С. Ра-

диусы закругления пуан-

сона и матрицы не учиты-

вать

Рассчитать усилие штамповки вы-

давливанием поковки, имеющей пря-

моугольную корпусную часть с разме-

рами поперечного сечения 40×80 мм и

цилиндрическую стержневую часть

диаметром 10 мм и длиной 20 мм

Сталь 3сп

Температура штамповки

составляет 1200 С. Радиу-

сы закругления пуансона

и матрицы не учитывать

Рассчитать усилие штамповки вы-

давливанием поковки, имеющей фор-

му поперечного сечения корпусной

части в виде квадрата со стороной 40 мм

и цилиндрическую стержневую часть

диаметром 20 мм и длиной 70 мм

Сталь 50

Температура штамповки

составляет 1200

С. Ра-

диусы закругления пуан-

сона и матрицы не учиты-

вать

Определить массу падающих частей

штамповочного молота для деформа-

ции круглой в плане поковки диамет-

ром 100 мм, если параметры заусенеч-

ной канавки следующие: h

=1,5 мм,

= 7 мм

Сталь 30

Температура штамповки

составляет 1000 С

Определить массу падающих частей

штамповочного молота для деформа-

ции круглой в плане поковки диаметром

40 мм в открытых штампах

Сталь 40

Температура штамповки

составляет 1000

С. Раз-

меры заусенечной канавки

выбрать самостоятельно

Рассчитать суммарное потребное

усилие кривошипного пресса, если в

двухручьевом штампе одновременно

производится предварительная осадка

заготовки и окончательная безоблой-

ная штамповка круглой в плане по-

ковки. Размеры заготовки после осад-

ки составляют: диаметр – 70 мм,

высота – 40 мм. Размеры поковки по

сле

штамповки таковы: диаметр – 100 мм,

высота – 19,6 мм

Сталь 40

Температура штамповки

составляет 1100

С. Ра-

диусы закругления мат-

рицы и пунсона одинако-

вы и равны 2 мм