Расчет штампа для пробивки отверстия

Конструкция рабочей части вырубных и пробивных матриц и пуансонов выбирается в зависимости от толщины и конфигурации штампуемых деталей.

Для пробивки отверстия струбцины выбираем тип рабочего отверстия вырубных и пробивных матриц с прямой шейкой. Этот тип имеет наибольшее распространение и применяется для вырубки и пробивки деталей любой конфигурации и толщины.

Достоинством этого типа рабочего отверстия является то, что он обеспечивает прочную рабочую часть матрицы, и размеры ее не изменяются при переточках.

Рисунок 5.1 — Тип рабочего отверстия с прямой шейкой.

Высота шейки h, отклонение угла и угол провальной части выбираем в зависимости от толщины штампуемого материала.

Т.к. толщина струбцины S = 3 мм, то принимаем h = 10 мм;; = 20/.

Диаметр пуансона берется по номиналу, т. е. по диаметру отверстия струбцины 11,3 мм.

Рисунок 5.2 — Размеры матрицедержателя.

Диаметр матрицы берется с зазором. Зазор зависит от толщины и свойств материала. Для материала матрицы (сталь Ст3) допускаемое напряжение = 750 МПа, зазор будет равен z = 0,27 мм. Тогда диаметр отверстия матрицы будет d = 11,3 + 0,27 = 11,57 мм.

Определяем толщину матрицедержателя по формуле.

(5.1).

где S — толщина штампуемого материала, мм.;

Км — коэффициент, в зависимости от, при = 750 МПа Км = 1,3;

ар, bр — размеры рабочей зоны матрицы, мм.

мм.

Принимаем Нм = 25 мм.

Определяем толщину матрицы по формуле Вайнтрауба.

мм Значение Нм округляем до ближайшего большего числа Нм = 45 мм.

Усилие пробивки отверстия зависит от диаметра пробиваемого отверстия толщины и механических свойств материала, величины зазора и определяется по формуле.

(5.3).

где D — диаметр отверстия, мм.;

S — толщина детали, мм.;

уср — сопротивление срезу, уср = 520 МПа.

кН.

При выборе пресса, расчетах деталей штампов на прочность расчетное усилие пробивки принимается.

(5.4).

где К — коэффициент, учитывающий затупление режущих кромок пуансона и матрицы, неравномерность толщины и т. д., К = 1,2…1,4.

кН.

Усилие проталкивания детали (отхода) через матрицу определяем по формуле.

(5.5).

где Кпр — коэффициент, зависящий от толщины и механических свойств материала, Кпр= 0,03…0,07.

кН.

Усилие для снятия отходов с пуансона.

(5.6).

где Ксн — коэффициент, Ксн = 0,025.

кН.

Общее усилие пробивки определяем по формуле.

(5.7).

Выбираем имеющийся пресс мощностью 2000 кН.

Нижняя плита, расположенная над отверстием стола пресса или подштампо-вой плиты, подвергается действию изгибающих сил. Форма и размеры отверстия в нижней плите строго соответствуют форме и размерам отверстия в матрице.

1- нижняя плита; 2- подштамповая плита.

Рисунок 5.3 — Схема нижней плиты штампа

Допустим, что характер нагружения нижней плиты 1 одинаков во всех ее сечениях и перпендикулярен к ее плоскости. Зная размеры диаметра отверстия Dпл в подштамповочной плите 2 пресса можно ориентировочно определить требуемый момент сопротивления Wд по формуле.

(5.8).

где Р — полное расчетное усилие, действующее на нижнюю плиту;

[упл] - допускаемое напряжение на изгиб материала нижней плиты (Ст3), [упл] =110 МПа;

Dпл — диаметр отверстия подштамповочной плиты.

Данный метод расчета дает завышенное значение момента сопротивления по сравнению с требуемым, что компенсирует отсутствие расчета на жесткость.

Определяем толщину плиты по формуле.

(5.9).

мм.

Принимаем толщину плиты Нпл = 50 мм.