Riistvara ja autotööstuse vormide äärikuprotsesside projekteerimisstandardid ja vormide disaini näited

1. Tembeldamise osa protsessi analüüs
Sellel töödeldaval detailil on ainult kaks protsessi: tühjendamine ja mulgustamine. Materjaliks on Q235-A teras, millel on head stantsimisomadused ja mis sobib tühjendamiseks. Tooriku struktuur on suhteliselt lihtne, ühe φ8 mm ava ja viie φ5 mm avaga; ka aukude ja aukude ja servade vahekaugused vastavad nõuetele ning seina minimaalne paksus on 3,5mm (seina paksus nelja φ5mm augu ja φ8mm ava vahel suures otsas ning φ5mm ava ja R16mm välisringi vahel). Kõik tooriku mõõtmed on vabade tolerantside piires ja neid võib pidada IT14 klassiks, madala mõõtmete täpsusega; tavaline tühjendamine vastab täielikult nõuetele.

2. Tembeldamise protsessi skeemi kindlaksmääramine
See toorik sisaldab kahte põhiprotsessi: tühjendamine ja mulgustamine. Võimalikud on kolm protsessiskeemi: Skeem 1: kõigepealt tühjendamine, seejärel augustamine. Ühekordse-operatsiooniga stantside tootmine. Skeem 2: Tühjendamine-stantsimismassiga stantsimine. Liitvormi tootmine. Skeem 3: augustamine{10}}tühjendamine järkjärguline tembeldamine. Progressiivne stantside tootmine.

1. valikul on lihtne vormistruktuur, kuid selleks on vaja kahte protsessi ja kahte vormikomplekti, mille tulemuseks on kõrge hind ja madal tootmistõhusus, mis muudab keskmise partiitootmise nõuete täitmise keeruliseks. Valik 2 nõuab ainult ühte vormi ning tooriku täpsus ja tootmise efektiivsus on mõlemad kõrged, kuid töödeldava detaili minimaalne seinapaksus (3,5 mm) on lähedane stantsi ja matriitsi minimaalse lubatud seinapaksusega (3,2 mm), mille tulemuseks on halb vormi tugevus ja suured tootmisraskused. Lisaks jääb valmis detail pärast stantsimist vormile, mis mõjutab vormi materjali puhastamisel stantsimise kiirust, muutes töö ebamugavaks. Valik 3 nõuab ka ainult ühte vormi, millel on kõrge tootmistõhusus, mugav töö ja ka tooriku täpsus vastab nõuetele. Ülaltoodud kolme võimaluse analüüsi ja võrdlemise kaudu on 3. variant selle osa stantsimiseks parim valik.

3. Peamised konstruktsiooniarvutused

(1) Paigutusmeetodi määramine ja arvutamine

Progressiivse stantsi projekteerimisel on esimene samm riba paigutuse diagrammi kujundamine. Käepidemel on omadus olla ühest otsast suur ja teisest otsast väike. Kui see on paigutatud sirgjooneliselt, on materjali kasutusmäär madal. Kasutada tuleks sirge-sirge- paigutust, nagu on näidatud käepideme paigutuse skeemil joonisel 8.2.2. Paigutusmeetod on kavandatud vahedega-tembeldamisena, mis võib jäätmeid märkimisväärselt vähendada. Intervallstantsimine hõlmab ribamaterjali pööramist pärast esimest stantsimist horisontaalselt 180 kraadi võrra ja teist korda tembeldamist, lõigates tooriku teise osa välja esimese stantsimise intervalli jooksul. Kattumisväärtus on 2,5 mm ja 3,5 mm, riba laius on 135 mm, astme kaugus 53 mm ja materjali kasutusmäär sammu vahemaa kohta on 78% (arvutus on näidatud tabelis 8.2.1). Vastavalt lehtmetalli standarditele on soovitatav kasutada 950 mm × 1500 mm terasplaati. Iga terasplaadi saab lõigata 7 ribaks (135 mm × 1500 mm) ja iga ribaga saab tembeldada 56 toorikut, seega on materjali kasutusmäär terasplaadi kohta 76%.

(2) Stantsimisjõu arvutamine
See stants kasutab progresseeruvat stantsi ning pakutakse elastset mahalaadimist ja põhja väljaviskamist. Asjakohased stantsimisjõu arvutused on toodud tabelis 8.2.1. Arvutustulemuste põhjal pakutakse välja stantsimisseade J23-25. (3) Survekeskuse määramine ja sellega seotud arvutused

Survekeskme arvutamisel joonistage esmalt nõgusa vormi avanemise diagramm, nagu on näidatud joonisel 8.2.3. Looge xoy koordinaatsüsteem joonisel näidatud sümmeetrilisele keskjoonele. Jaotage stantsimise kontuur vastavalt geomeetrilistele joonistele kuueks põhijooneks L1 kuni L6. Kasutage analüütilisi meetodeid, et saada vormi rõhukeskpunkti C koordinaadid (13,57, 11,64). Vastavad arvutused on toodud tabelis 8.2.2. Ülaltoodud arvutustulemustest on näha, et tooriku stantsimisjõud ei ole suur ja rõhukeskme nihe koordinaatide algpunktist O on väike. Vormi töötlemise ja kokkupanemise hõlbustamiseks valitakse vormi keskpunkt ikkagi koordinaatide algpunktis O. Kui kasutatakse J23-25 ​​stantspressi, jääb punkt C endiselt pressvormi varre ava projekteeritud alasse, mis vastab nõuetele.

(4) Tööosade lõikeserva mõõtmete arvutamine

Enne tööosade lõikeserva mõõtmete arvutusmeetodi määramist tuleb kõigepealt kaaluda tööosade töötlemismeetodit ja vormi kokkupaneku meetodit. Arvestades selle vormi omadusi, on tööosade kuju suhteliselt lihtne. Traadist EDM-masinat on sobilik kasutada stantsimisstantsi, stantsi, stantsi kinnitusplaadi ja eemaldamisplaadi eraldi töötlemiseks. See töötlemismeetod võib tagada nende osade aukude koaksiaalsuse, lihtsustades montaažitööd. Seetõttu arvutatakse tööosade lõikeserva suurus vastavalt eraldi töötlemise meetodile. Konkreetne arvutus on näidatud tabelis 8.2.3.

(5) Kummi eemaldamine
Eemaldamiskummi projekteerimisarvutus on näidatud tabelis 8.2.4. Valitud nelja kummiplaadi paksus peab olema ühtlane, vastasel juhul põhjustab see jõu ebaühtlast jaotumist, kaldu liikumist ja mõjutab vormi normaalset tööd.

4. Üldine hallituse disain

(1) Vormitüübi valik
Nagu tembeldamisprotsessi analüüsist näha, kasutatakse progresseeruvat stantsimist, seega on vormi tüüp progresseeruv vorm.

(2) Positsioneerimismeetodi valik
Kuna see vorm kasutab ribamaterjali, juhitakse ribamaterjali etteande suunda juhtplaadiga, ilma külgsurveseadmeta. Ribamaterjali etteandmiskaugust juhitakse stopptihvti algse positsioneerimiskauguse ja juhttihvti peenpositsioneerimiskaugusega. Esimese tüki stantsimisasendi saab määrata operaatori visuaalse kontrolliga, kuna täiteaine pikkusel on teatud varu.

(3) Mahalaadimis- ja väljaviskamismeetodi valik
Kuna tooriku paksus on 1,2 mm, mis on suhteliselt õhuke, on ka mahalaadimisjõud suhteliselt väike, seega saab kasutada elastset mahalaadimist. Kuna tegemist on järkjärgulise stantsi tootmisega, on põhjaväljaviskamine töötamiseks mugavam ja parandab tootmise efektiivsust.

(4) Juhtmeetodi valik
Matriitsi eluea ja tooriku kvaliteedi parandamiseks ning paigaldamise ja reguleerimise hõlbustamiseks kasutab progressiivne stants vahepealsete juhtsammastega juhtimismeetodit.

5. Põhikomponentide projekteerimine

(1) Töötavate osade konstruktsiooniprojekt

① Tühjendamine
Võttes arvesse tooriku kuju ja töötlemist, on stantsimisstants konstrueeritud sirge{0}}läbivooluna, töödeldud traadist EDM-masinaga ja kinnitatud kahe M8 kruviga tugiplaadile. Sobivus stantsi kinnitusplaadiga on H6/m5. Selle kogupikkuse L saab arvutada valemi 2.9.2 järgi: L=20+14+1.2+28.8=64mm. Konkreetse struktuuri kohta vaadake joonist 8.2.4(a). ② Mulgustamine

Kuna stantsitud augud on kõik ringikujulised ja ükski neist pole väikest kaitset vajav stants, kasutatakse astmelist stantsikujundust. See lihtsustab töötlemist ning hõlbustab kokkupanekut ja asendamist. Viie φ5 ümmarguse augu mulgustamiseks mõeldud augud võivad olla standardosa tüüpi BⅡ (suurus 5,15 × 64). Toru struktuur φ8 mm aukude augustamiseks on näidatud joonisel 8.2.4(b).

③ Surma
Matriit on lahutamatu stants. Kõik stantsimisvormide augud töödeldakse traat-EDM-masinaga. Matriitsi asendi korraldamisel stantsikomplektil tuleb survekese joondada matriitsi varre keskmega, lähtudes arvutatud survekeskuse andmetest. Selle kontuuri mõõtmeid saab arvutada valemite 2.9.3 ja 2.9.4 järgi: stantsi paksus H=kb=0.2 × 127 mm=25.4 mm (k=0.2 tabelist 2.9.5) Matriitsi seina paksus c=(1,5 ~ 2) K {= (1,5 ~ 2) K stantsi paksus=45 mm Matriitsi laius B=b + 2c=(127 + 2 × 45) mm=217 mm Matriitsi pikkus L=195 mm (söötmissuund) Matriitsi kontuuri mõõtmed on 195 mm × 217 mm × 30 mm ja struktuur on näidatud joonisel 4 (c. 2). (2) Positsioneerimisosade konstruktsioon Tähisstantsi põhja on paigaldatud kaks juhttihvti, mis kasutavad juhtavadena vastavalt tooriku φ5 mm ja φ8 mm avasid. φ8 mm juhtava juhttihvti struktuur on näidatud joonisel 8.2.5. Juhtimine peaks olema lõpetatud enne, kui eemaldamisplaat lehtmetalli kinnitab. Arvestades materjali paksust ja asjaolu, et eemaldamisplaadi alumine tasapind ulatub pärast kokkupanemist 1 mm võrra stantsi otspinnast kaugemale, on juhttihvti sirge osa pikkus 1,8 mm. Juhttihvt on H7/r6 ja see on paigaldatud stantsimisstantsi otsapinnale. Juhttihvti juhtosa ja juhtava on varustatud H7/h6-ga. Liigutatav stopptihv, vedru ja kruvikork karestamise ja positsioneerimise jaoks on standardsed osad spetsifikatsiooniga 8 × 16. (3) Juhtplaadi konstruktsioon Juhtplaadi sisemine külg puutub kokku riba materjaliga ja välimine külg on matriitsiga samal tasapinnal. Juhtplaadi ja ribamaterjali vahe on 1mm, mis määrab juhtplaadi laiuse. Juhtplaadi paksus valitakse vastavalt tabelile 2.9.7. Juhtplaat on valmistatud terasest 45 kuumtöötluse kõvadusega 40-45HRC ning kinnitatud matriitsi külge kruvide ja tihvtidega. Juhtplaadi etteandepoolsesse otsa on paigaldatud tugiplaat. (4) Ejektori komponentide disain

① Ejektori plaadi kujundus
Väljaviskeplaadi perifeersed mõõtmed on samad, mis stantsiõõnsusel ja paksus on 14 mm.

Ejektori plaat on valmistatud 45 terasest, karastuskõvadusega 40-45HRC.

② Ejektori kruvide valik
Väljaviskeplaadile on paigaldatud neli ejektori kruvi, mille nimiläbimõõt on 12mm ja keermega M10×10mm. Väljaviskekruvi sabale tuleks jätta piisavalt liikumisruumi. Pärast ejektori kruvide pingutamist peaks väljutusplaat ulatuma 1 mm võrra stantsi otspinnast kaugemale. Kõiki vigu saab reguleerida, paigaldades kruvide ja ejektori plaadi vahele seibid.

(5) Matriitsikomplekti ja muude komponentide disain
See stants kasutab keskmist juhtposti stantsikomplekti. Juhtpost asub matriitsi keskel, vältides stantsimise ajal ekstsentrilisest pöördemomendist tingitud stantsi kaldumist. Matriitsikomplekti spetsifikatsioonid valitakse stantsiõõnsuse perifeersete mõõtmete alusel. Juhtsammaste d/mm × L/mm väärtused on vastavalt φ28×160 ja φ32×160; juhtpukside d/mm × L/mm × D/mm väärtused on vastavalt φ28 × 115 × 42 ja φ32 × 115 × 45.

Ülemise stantsi põhja paksus H_{ülemine stants}on 45 mm; ülemise stantsipadja paksus H_padon 10 mm; kinnitusplaadi paksus H_fikseeritudon 20 mm; alumise stantsi põhja paksus H_{alumine stants}on 50 mm.

Seetõttu on vormi suletud kõrgus: H_suletud = H_{ülemine stants} + H_pad + L + H + H_{alumine stants} - h₂= (45 + 10 + 64 + 30 + 50 - 2) mm=197mm. Kus: L-stantsi pikkus, L=64mm; H-stantsi paksus, K=30mm; h₂-stantsi sisenemise sügavus pärast stantsimist, h₂= 2mm.

On ilmne, et selle vormi suletud kõrgus on väiksem kui valitud pressi J23-25 ​​maksimaalne kinnituskõrgus (220 mm) ja seetõttu saab seda kasutada.

6. Vormi koostu joonis
Ülaltoodud konstruktsiooni põhjal saab joonisel 8.2.6 näidatud vormi kokkupaneku joonise. Ülemine vormiosa koosneb peamiselt ülemisest šabloonist, tugiplaadist, seitsmest august, stantsi kinnitusplaadist ja eemaldamisplaadist. Kasutatakse elastset eemaldamist, mille elastseks elemendiks on kumm. Alumine vormiosa koosneb alumisest vormipõhjast, nõgusast šabloonist ja juhtplaadist. Torustamisjäätmed ja valmisdetailid juhitakse välja läbi tühjendusavade.

Riba etteandmisel kasutatakse jämeda kaugusena liigutatavat stopptihvti 13. Kaks juhttihvti 4 on paigaldatud stantsimisstantsile, kasutades ribal olevaid φ5 mm ja φ8 avasid juhttihvtide avadena, toimides seega riba etteandmise täpse kaugusena. Pärast esimese stantsimisetapi lõpetamist tõstetakse riba üles ja nihutatakse ettepoole, kinnitatakse liigutatava tõkketihvti 13 külge läbi sulgemisava ja lükatakse pingutamiseks ette. Tembeldamise ajal teostab stantsi juhttihvt 4 täpse vahekauguse. Liigutatava stopptihvti asend on ideaalsest geomeetrilisest asendist ettepoole nihutatud 0,2 mm võrra. Pärast töötlemata positsioneerimise lõpetamist tembeldamise ajal, kui täpne positsioneerimine toimub juhttihvti abil, tõmbab juhttihvti kooniline kaldpind riba umbes 0,2 mm võrra tagasi, et saavutada täpne vahe. Seda meetodit kasutades võib vahekauguse täpsus ulatuda 0,02 mm-ni.

7. Stantsimisseadmete valik

Kinnitamise teel valiti nõuetele vastamiseks avatud-tüüpi topelt-veeruga kallutatav press J23-25 ​​​​. Selle peamised tehnilised parameetrid on järgmised:
Nimirõhk: 250KN
Liugumise käik: 65 mm
Maksimaalne suletud kõrgus: 270 mm
Maksimaalne stantsi paigalduskõrgus: 220 mm
Töölaua mõõdud (ees/taga × vasak/parem): 370mm × 560mm
Padja mõõtmed (paksus × augu läbimõõt): 50mm × 200mm
Stantsivarre augu mõõtmed: φ40mm × 60mm
Maksimaalne kaldenurk: 30 kraadi