или
, т.к. ,
где k=1.1…1.3-коэффициент, учитывающий неравномерность толщины материала, его механических свойств, затупление режущих кромок и т.д.;
L-периметр контура или отверстия;
S-толщина материала;
=235 МПа для Д16Т.
Для удобства пронумеруем контур и отверстия.
Рис.29.Форма детали
Найдем параметры:
L1=πd1=3.14∙20=62.8[ мм],
L2=3.14∙10=31.4 [мм],
L3=110∙2+40∙2=300[мм].
Учитывая, что S=4мм, по формулам (1.5.1)рассчитаем усилие вырубки и пробивки:
Р1=1.2∙164.5∙106 ∙0.0628∙0.004=49586.88[Н];
Р2=1.2∙164.5∙106 ∙0.0314∙0.004=24793.44[Н];
Р3=1.2∙164.5∙106 ∙0.3∙0.004=236880[Н].
Суммарное усилие вырубки и пробивки:
=49586.88+2∙24793.44+236880=336.053 [Н].
После вырубки отход (после пробивки - деталь) остаются на пуансоне. Для снятия детали или отхода требуется усилие снятия Рсн ,которое должен создавать съемник:
Рсн= КснР,
где Ксн=0,1…0,12-коэффициент снятия [2,с.30];
Р-усилие вырубки (пробивки).
Рсн=0.11∙336053.76=36966 [Н].
Суммарное усилие вырубки и пробивки:
РΣ=Р+Рсн=336.053+36966=373 [кН].
Силу проталкивания вырубленной детали (или отхода) для матрицы с цилиндрическим пояском при работе на провал определяют по формуле:
,
где k=0.05…0.08, примем k=0,06;
P-усилие вырубки (пробивки);
h-высота цилиндрического пояска матрицы (h=12мм);
S=4мм-толщина листа.
Q=0.06∙336053.76∙0.012/0.004=60489.68[Н];
Определим технологическое усилие:
;
[Н];
[Н];
[Н];
[т];
Проектирование штампа, выбор оборудования
Определение центра давления штампа
Центр давления - это точка, в которой момент равнодействующей всех сил равен нулю.
Ось равнодействующей усилий штамповки должна совпадать с осью хвостовика штампа. Иначе возникнут перекос штампа, неравномерность зазоров между матрицей и пуансоном и даже поломка штампа, что крайне нежелательно.
Центр давления штампа находим из равенства момента равнодействующей моменту усилий штамповки относительно одной и той же оси (см. рис.30).
Рис.30.Центр давления штампа.
Положение ЦД относительно произвольно выбранной системы координат определяется по формулам:
; , где
Li – длина i-го участка;
Xi – координата X центра давления i-го участка;
Yi - координата Y центра давления i-го участка .
Значения Li, Xi, Yi для всех участков представлены в таблице12.
Таблица12. Координаты ЦД штампа.
Участок |
A |
B |
C |
D |
Σ |
Li |
40 |
10 |
20 |
10 |
80 |
Xi |
20 |
63 |
63 |
63 |
209 |
Yi |
55 |
95 |
55 |
15 |
220 |
Xi Li |
800 |
630 |
1260 |
630 |
3320 |
Yi Li |
2200 |
950 |
1100 |
150 |
4400 |
Найдем координаты ЦД штампа:
Xцд=3320/80=41.5мм; Yцд=4400/80=55мм.
Определение величин зазоров между пуансоном и матрицей, исполнительных размеров пуансона и матрицы