S_л = B × L = 1 400 × 2 100 = 2940000 мм²

Вариант 1 – Поперечный раскрой листового материала:

n_n = L ÷ (D + 2a) = 2100 ÷ (68 + 2×1) = 2100 ÷ 70 = 30 шт

n_g = B ÷ (D + B) = 1400 ÷ (68 + 1) = 1400 ÷ 69 = 20 шт

n = n_n × n_g = 30 × 20 = 600 шт

η = (n×S_изд ) ÷ S_л = (600 × 3 629,84) ÷ 2 940 000 = 0,7408 = 74,08 %

Вариант 2 – Продольный раскрой листового материала:

n_n = B ÷ (D + 2a) = 1400 ÷ (68 + 2×1) = 1400 ÷ 70 = 20 шт

n_g = L ÷ (D + B) = 2100 ÷ (68 + 1) = 2100 ÷ 69 = 30 шт

n = n_n × n_g = 30 × 20 = 600 шт

η = (n×S_изд ) ÷ S_л = (600 × 3 629,84) ÷ 2 940 000 = 0,7408 = 74,08 %

Так как оба варианта раскроя имеют равный коэффициент использования материла, то будем использовать продольный раскрой как наиболее производительный.

2.4 Количество, последовательность и степень совмещенности операций

Для изготовления данного изделия необходимо произвести несколько различных операций штамповки: вытяжку, пробивку и отбортовку донного отверстия.

Коэффициент вытяжки для дуралюмина Д 16 АМ находится в промежутке от 0,52 до 0,58. В нашем случае коэффициент вытяжки составляет:

m = 40 ÷ 68 = 0,58, что говорит о том, что вытяжка производится в один переход. Из этого следует, что совмещение операций является наиболее рациональным методом изготовления данной детали.

Объединение операций можно осуществить либо в штампах последовательного действия, в которых все необходимые операции (переходы) производятся последовательно, на протяжении нескольких ходов пресса, но при установившемся режиме за каждый ход пресса получается готовая деталь, либо в штампах совмещенного действия, в которых все операции производятся одновременно, за каждый ход пресса.

В некоторых случаях объединение операций производится по тому и другому принципу: в начале процесса путем последовательной штамповки, а в конце — путем совмещенной штамповки.

Для изготовления данного изделия будет использоваться два различных штампа: комбинированный штамп, на котором производится вырубка заготовки, вытяжка изделия и пробивка донного отверстия и отбортовочный штамп для проведения финальной операции изготовления детали.

2.5 Расчет технологических и энергосиловых параметров операций

Усилие вытяжки изменяется на протяжении рабочего хода пуансона, достигая максимума при глубине h = 0,4 ÷ 0,6 H, где H – полная глубина вытяжки. Фактическая величина напряжений в опасном сечении, а следовательно, и величина усилия вытяжки зависит от сопротивления металла деформированию, степени деформации или величины коэффициента вытяжки, относительной толщины заготовки, относительного радиуса закругления матрицы и пуансона, типа смазки.

Радиусы закругления r_м и r_п зависят от толщины вытягиваемого материала S, степени деформации ε, скорости вытяжки v , порядкового номера вытяжки n, высоты изделия h и других параметров.

При оптимальных радиусах закругления рабочих кромок матрицы и пуансона получается наиболее высокая стойкость штампа. В данном случае радиус закругления матрицы можно принять в соответствии с технологической конструкцией равной 3 мм, что составляет 6 толщин материала и соответствует технологическим параметрам вытяжки.

Зазор между пуансоном и матрицей выбирается с учетом колебаний по толщине материала, предусмотренных нормами. Правильно выбранный зазор в значительной мере уменьшает трение при прохождении материала через отверстие матрицы, в результате чего уменьшается усилие и затрачиваемая работа при вытяжке.

Для определения оптимального зазора между пуансоном и матрицей воспользуемся данными представленными в книге «Листовая штамповка» Зубцова М. Е. для вытяжки алюминия и его сплавов используется зазор величиной (1,30÷1,40) S, следовательно, будем выбирать оптимальную величину, она будет составлять 0,68 мм.

Расчетное усилие прижима при вытяжке из цилиндрических деталей (из плоской заготовки) находится по формуле:

Для определения усилий вытяжки воспользуемся формулой для вытяжки цилиндрических изделий без фланца:

Полное усилие вытяжки для прессов простого действия равно:

Для дальнейшего выбора необходимого оборудования необходимо также рассчитать усилие отбортовки:

2.6 Выбор оборудования