Štandardy navrhovania procesov obrubovania hardvérových a automobilových foriem a príklady dizajnu foriem

1. Analýza procesu lisovacej časti
Tento obrobok má iba dva procesy: vysekávanie a dierovanie. Materiál je oceľ Q235-A, ktorá má dobrý lisovací výkon a je vhodná na vysekávanie. Štruktúra obrobku je pomerne jednoduchá, s jedným otvorom φ8 mm a piatimi otvormi φ5 mm; vzdialenosti medzi otvormi a medzi otvormi a okrajmi tiež spĺňajú požiadavky a minimálna hrúbka steny je 3,5 mm (hrúbka steny medzi štyrmi otvormi φ5 mm a otvorom φ8 mm na veľkom konci a medzi otvorom φ5 mm a vonkajším kruhom R16 mm). Všetky rozmery obrobku sú v rámci voľných tolerancií a možno ich považovať za triedu IT14, s nízkou rozmerovou presnosťou; bežné zaslepovanie môže plne spĺňať požiadavky.

2. Stanovenie schémy procesu lisovania
Tento obrobok zahŕňa dva základné procesy: vysekávanie a dierovanie. Existujú tri možné schémy procesu: Schéma 1: Najprv dierovanie, potom dierovanie. Jednoopera{3}}výroba razidiel. Schéma 2: Vysekávanie-dierovanie zložené razenie. Výroba zložených foriem. Schéma 3: Dierovanie{10}}progresívne razenie. Progresívna výroba matrice.

Možnosť 1 má jednoduchú štruktúru formy, ale vyžaduje si dva procesy a dve sady foriem, čo má za následok vysoké náklady a nízku efektivitu výroby, čo sťažuje splnenie požiadaviek na strednú-sériovú výrobu. Možnosť 2 vyžaduje iba jednu formu a presnosť obrobku a efektívnosť výroby sú vysoké, ale minimálna hrúbka steny obrobku (3,5 mm) je blízka minimálnej povolenej hrúbke steny razidla a matrice (3,2 mm), čo má za následok slabú pevnosť formy a veľké výrobné ťažkosti. Okrem toho, hotový diel zostáva po lisovaní na forme, čo ovplyvňuje rýchlosť lisovania pri čistení materiálu na forme, čím je prevádzka nepohodlná. Možnosť 3 tiež vyžaduje iba jednu formu s vysokou efektívnosťou výroby, pohodlnou obsluhou a presnosťou obrobku môže tiež spĺňať požiadavky. Na základe analýzy a porovnania vyššie uvedených troch možností je možnosť 3 najlepšou voľbou na výrobu razenia tohto dielu.

3. Hlavné konštrukčné výpočty

(1) Určenie a výpočet metódy rozloženia

Pri navrhovaní progresívnej matrice je prvým krokom návrh schémy usporiadania pásu. Rukoväť má tú vlastnosť, že je na jednom konci veľká a na druhom malá. Pri priamom usporiadaní je miera využitia materiálu nízka. Malo by sa použiť priame-do{4}}priame usporiadanie, ako je znázornené na schéme rozloženia rukoväte na obrázku 8.2.2. Metóda rozloženia je navrhnutá ako rozmiestnené-razenie, čo môže výrazne znížiť množstvo odpadu. Intervalové razenie zahŕňa otočenie pásového materiálu po prvom razení o 180 stupňov horizontálne a jeho druhé razenie, pričom sa v intervale prvého razenia vyreže druhá časť obrobku. Hodnota prekrytia je 2,5 mm a 3,5 mm, šírka pásu je 135 mm, vzdialenosť kroku je 53 mm a miera využitia materiálu na vzdialenosť kroku je 78 % (výpočet uvedený v tabuľke 8.2.1). Podľa noriem pre plechy sa odporúča oceľový plech s rozmermi 950 mm × 1 500 mm. Každý oceľový plech je možné rozrezať na 7 pásov (135 mm × 1 500 mm) a každý pás môže vyraziť 56 obrobkov, čím je miera využitia materiálu na oceľový plech 76 %.

(2) Výpočet sily razenia
Táto matrica používa progresívnu matricu a navrhuje sa elastické vykladanie a spodné vyhadzovanie. Príslušné výpočty pre raziacu silu sú uvedené v tabuľke 8.2.1. Na základe výsledkov výpočtu je navrhnuté raziace zariadenie J23-25 ​​​​. (3) Určenie tlakového stredu a súvisiace výpočty

Pri výpočte stredu tlaku najskôr nakreslite schému otvorenia konkávnej formy, ako je znázornené na obrázku 8.2.3. Vytvorte súradnicový systém xoy na symetrickej stredovej línii znázornenej na obrázku. Rozložte obrys dierovania na 6 základných úsečiek L1 až L6 podľa geometrických obrazcov. Na získanie súradníc (13,57, 11,64) stredového bodu tlaku C formy použite analytické metódy. Príslušné výpočty sú uvedené v tabuľke 8.2.2. Z vyššie uvedených výsledkov výpočtu je možné vidieť, že dierovacia sila obrobku nie je veľká a posunutie stredu tlaku od začiatku súradníc O je malé. Pre uľahčenie spracovania a montáže formy je stred formy stále vybraný na súradnicovom začiatku O. Ak sa použije dierovací lis J23-25, bod C je stále v projektovanej oblasti otvoru stopky lisu, čo spĺňa požiadavky.

(4) Výpočet rozmerov reznej hrany pracovných častí

Pred určením metódy výpočtu pre rozmery reznej hrany pracovných častí je potrebné najprv zvážiť spôsob spracovania pracovných častí a spôsob montáže formy. Vzhľadom na vlastnosti tejto formy je tvar pracovných častí pomerne jednoduchý. Je vhodné použiť drôtový EDM stroj na samostatné spracovanie strižníka, matrice, upevňovacej dosky dierovača a odstraňovacej dosky. Tento spôsob spracovania môže zabezpečiť súosovosť otvorov týchto dielov, čím sa zjednodušia montážne práce. Preto sa veľkosť reznej hrany pracovných častí vypočíta podľa metódy samostatného spracovania. Konkrétny výpočet je uvedený v tabuľke 8.2.3.

(5) Dizajn odstraňovacej gumy
Konštrukčný výpočet stieracej gumy je uvedený v tabuľke 8.2.4. Hrúbka štyroch zvolených gumových dosiek musí byť konzistentná, inak to spôsobí nerovnomerné rozloženie sily, šikmý pohyb a ovplyvní normálnu prevádzku formy.

4. Celkový dizajn formy

(1) Výber typu formy
Ako je zrejmé z analýzy procesu razenia, používa sa progresívne razenie, takže typ formy je progresívna forma.

(2) Výber spôsobu polohovania
Pretože táto forma využíva pásový materiál, je smer podávania pásového materiálu riadený vodiacou doskou bez bočného prítlačného zariadenia. Vzdialenosť podávania pásového materiálu je riadená počiatočnou polohovou vzdialenosťou dorazového kolíka a jemnou polohovacou vzdialenosťou vodiaceho kolíka. Pozícia razenia prvého kusu môže byť určená vizuálnou kontrolou operátora, pretože dĺžka plniva má určitú rezervu.

(3) Výber spôsobu vykladania a vyhadzovania
Pretože hrúbka obrobku je 1,2 mm, čo je relatívne tenké, vykladacia sila je tiež relatívne malá, takže je možné použiť elastické vykladanie. Keďže ide o progresívnu výrobu matrice, spodné vyhadzovanie je pohodlnejšie na prevádzku a zlepšuje efektivitu výroby.

(4) Výber spôsobu vedenia
Na zlepšenie životnosti matrice a kvality obrobku a na uľahčenie inštalácie a nastavenia využíva progresívna matrica vodiacu metódu so strednými vodiacimi stĺpikmi.

5. Návrh hlavných komponentov

(1) Konštrukčný návrh pracovných častí

① Zaslepovací dierovač
Vzhľadom na tvar obrobku a spracovanie je vysekávací lis navrhnutý ako priamy-typ, spracovaný na drôtovom EDM stroji a upevnený na nosnej doske pomocou dvoch skrutiek M8. Zloženie s upevňovacou doskou dierovača je H6/m5. Jeho celkovú dĺžku L možno vypočítať podľa vzorca 2.9.2: L=20+14+1.2+28.8=64mm. Špecifickú štruktúru nájdete na obrázku 8.2.4(a). ② Dierovanie Dierovač

Pretože všetky dierované otvory sú kruhové a žiadny z nich nie sú malé dierovače vyžadujúce špeciálnu ochranu, používa sa stupňovitá konštrukcia dierovača. To zjednodušuje obrábanie a uľahčuje montáž a výmenu. Razníky na dierovanie piatich kruhových otvorov φ5 môžu byť štandardného dielu typu BⅡ (veľkosť 5,15×64). Štruktúra razidla na dierovanie φ8 mm otvorov je znázornená na obrázku 8.2.4(b).

③ Zomri
Matrica je integrálna matrica. Všetky dierovacie otvory sú opracované pomocou drôteného EDM stroja. Pri usporiadaní polohy matrice na súprave matrice by mal byť tlakový stred zarovnaný so stredom drieku matrice na základe vypočítaných údajov tlakového stredu. Jeho obrysové rozmery možno vypočítať podľa vzorcov 2.9.3 a 2.9.4: Hrúbka matrice H=kb=0.2 × 127 mm=25.4 mm (k=0.2 z tabuľky 2.9.5) Hrúbka steny matrice c=(1,5 ~ 2) V {{14} mm Die{6} hrúbka steny 6 mm=45 mm Šírka matrice B=b + 2c=(127 + 2 × 45) mm=217 mm Dĺžka matrice L=195 mm (smer podávania) Obrysové rozmery matrice sú 195 mm × 217 mm × 30 mm a štruktúra je znázornená na obrázku 8.4.2. (2) Konštrukcia polohovacích častí V spodnej časti strižníka sú umiestnené dva vodiace kolíky, ktoré využívajú otvory φ5 mm a φ8 mm na obrobku ako vodiace otvory. Štruktúra vodiaceho kolíka vodiaceho otvoru φ8 mm je znázornená na obrázku 8.2.5. Vedenie by malo byť dokončené skôr, ako stieracia doska upne plech. Vzhľadom na hrúbku materiálu a skutočnosť, že spodná rovina stieracej dosky po montáži presahuje 1 mm za čelnú plochu razidla, je dĺžka priamej časti vodiaceho kolíka 1,8 mm. Vodiaci kolík je H7/r6 a je inštalovaný na čelnej strane strižníka. Vodiaca časť vodiaceho čapu a vodiaci otvor sú osadené H7/h6. Pohyblivý dorazový kolík, pružina a skrutková zátka na hrubovanie a polohovanie sú štandardné diely so špecifikáciou 8×16. (3) Dizajn vodiacej dosky Vnútorná strana vodiacej dosky sa dotýka materiálu pásu a vonkajšia strana je v jednej rovine s matricou. Medzera medzi vodiacou doskou a materiálom pásu je 1 mm, čo určuje šírku vodiacej dosky. Hrúbka vodiacej dosky sa volí podľa tabuľky 2.9.7. Vodiaca doska je vyrobená z ocele 45 s tvrdosťou tepelného spracovania 40-45HRC a je pripevnená k matrici pomocou skrutiek a čapov. Na prívodnom konci vodiacej dosky je nainštalovaná nosná doska. (4) Konštrukcia komponentov vyhadzovača

① Dizajn vysúvacej platne
Obvodové rozmery vyhadzovacej dosky sú rovnaké ako rozmery dutiny matrice a hrúbka je 14 mm.

Vyhadzovacia platňa je vyrobená z ocele 45 s tvrdosťou kalenia 40-45HRC.

② Výber vyhadzovacích skrutiek
Na vyhadzovacej doske sú nainštalované štyri vyhadzovacie skrutky s menovitým priemerom 12 mm a závitom M10×10 mm. Na konci vyhadzovacej skrutky by mal byť ponechaný dostatočný cestovný priestor. Po utiahnutí vyhadzovacích skrutiek by mala vyhadzovacia doska presahovať 1 mm za koncovú plochu razidla. Akékoľvek chyby je možné upraviť inštaláciou podložiek medzi skrutky a vyhadzovaciu platňu.

(5) Dizajn súpravy lisovníc a iných komponentov
Táto matrica používa súpravu matrice s centrálnym vodiacim stĺpikom. Vodiaci stĺpik je umiestnený v strede matrice, čím zabraňuje zošikmeniu matrice v dôsledku excentrického krútiaceho momentu počas razenia. Špecifikácie súpravy matrice sa vyberajú na základe obvodových rozmerov dutiny matrice. Vodiace stĺpiky majú hodnoty d/mm × L/mm φ28×160 a φ32×160; vodiace puzdrá majú hodnoty d/mm × L/mm × D/mm hodnoty φ28×115×42 a φ32×115×45.

Hrúbka hornej základne matrice H_{horná matrica}je 45 mm; hrúbka hornej matrice H_podložkaje 10 mm; hrúbka upevňovacej dosky H_pevnéje 20 mm; spodná hrúbka základne matrice H_{spodná kocka}je 50 mm.

Preto je uzavretá výška formy: H_ZATVORENÉ = H_{horná matrica} + H_podložka + L + H + H_{spodná kocka} - h₂= (45 + 10 + 64 + 30 + 50 - 2) mm=197 mm. Kde: L-dĺžka razníka, L=64mm; H-hrúbka matrice, H=30mm; h₂-hĺbka razenia vstupujúceho do matrice po razení, h₂= 2 mm.

Je zrejmé, že uzavretá výška tejto formy je menšia ako maximálna montážna výška formy (220 mm) zvoleného lisu J23-25, a preto ju možno použiť.

6. Výkres zostavy formy
Na základe vyššie uvedeného návrhu možno získať výkres zostavy formy zobrazený na obrázku 8.2.6. Horná časť formy pozostáva hlavne z hornej šablóny, opornej dosky, siedmich razidiel, upevňovacej dosky razidla a odstraňovacej dosky. Používa sa elastické sťahovanie s gumou ako elastickým prvkom. Spodná časť formy pozostáva zo spodnej základne formy, konkávnej šablóny a vodiacej dosky. Odpad z dierovania a hotové diely sa vypúšťajú cez vypúšťacie otvory.

Pri podávaní pásu sa ako hrubá vzdialenosť používa pohyblivý dorazový kolík 13. Dva vodiace kolíky 4 sú nainštalované na strižníku, pričom sa používajú otvory φ5 mm a φ8 na páse ako otvory vodiacich kolíkov na vedenie, čím slúžia ako presná vzdialenosť na podávanie pásu. Po dokončení prvého kroku razenia sa pás zdvihne a posunie dopredu, nasadí sa na pohyblivý dorazový kolík 13 cez záslepkový otvor a zatlačí sa dopredu, aby sa utiahol. Počas razenia vykonáva vodiaci kolík 4 na razidle presné rozmiestnenie. Poloha pohyblivého dorazového kolíka je posunutá dopredu o 0,2 mm od ideálnej geometrickej polohy. Po dokončení hrubého polohovania počas razenia, keď sa vykoná presné polohovanie pomocou vodiaceho čapu, kužeľová šikmá plocha na vodiacom čape stiahne pás asi o 0,2 mm, aby sa dokončila presná vzdialenosť. Pomocou tejto metódy môže presnosť rozstupu dosiahnuť 0,02 mm.

7. Výber lisovacieho zariadenia

Overením bol vybratý otvorený -dvojitý{1}}stĺpový nakloniteľný lis J23-25 ​​​​, ktorý spĺňa požiadavky. Jeho hlavné technické parametre sú nasledovné:
Menovitý tlak: 250KN
Zdvih posuvu: 65 mm
Maximálna uzavretá výška: 270 mm
Maximálna montážna výška matrice: 220 mm
Rozmery pracovnej dosky (predná/zadná × ľavá/pravá): 370 mm × 560 mm
Rozmery podložky (hrúbka × priemer otvoru): 50 mm × 200 mm
Rozmery otvoru stopky: φ40 mm × 60 mm
Maximálny uhol sklonu: 30 stupňov