ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ

Оси и плоскости тела человека - Тело человека состоит из определенных топографических частей и участков, в которых расположены органы, мышцы, сосуды, нервы и т.д.

Отёска стен и прирубка косяков - Когда на доме не достаёт окон и дверей, красивое высокое крыльцо ещё только в воображении, приходится подниматься с улицы в дом по трапу.

Дифференциальные уравнения второго порядка (модель рынка с прогнозируемыми ценами) - В простых моделях рынка спрос и предложение обычно полагают зависящими только от текущей цены на товар.

Расчет исполнительных размеров матрицы и пуансона 4 страница

Для полного отражения падающего на камень луча необходимо соблюдение следующего условия: луч должен упасть под углом не менее критического для граненого материала R, то есть α R. Критический угол данного материала является нижним пределом угла наклона граней павильона. Показатель преломления для апатита составляет 1,638, критический угол 37052’. Угол наклона павильона не может быть меньше критического и одновременно больше разности 180° и критического угла, разделенной на 3. Для определения с помощью угла наклона граней павильона пользуютя номограммой Б. В. Витковского.

Огранку производят на специализированных станках, оснащённых приспособлениями для получения качественной геометрии элементов камня. Камень перед огранкой специальной мастикой наклеивают на торец оправки. Состав мастики: 82% сургуча, 8% шеллака, 5% канифоли, 5% мела. Хвостовая часть оправки подходит к цанговым зажимам всех ограночных станков. На этой оправке камень проходит все этапы обработки. Вначале камень предварительно обрабатывают на станке типа «Люкс». Огранку, шлифовку и полировку производят на станках модели О126-А производства Арзнинского завода точных технических камней.

Технологический процесс фантазийной огранки состоит из следующих основных операций:

1) сортировка и разметка сырья; 2) резка на заготовки; 3) наклейка заготовок;4) предварительная обработка заготовок; 5) наклейка заготовок; 6) огранка граней низа; 7) полировка граней низа; 8) переклейка; 9) окончательная заточка по рундисту; 10) полировка рундиста; 11) огранка граней верха; 12) полировка граней верха; 13) отклейка и очистка; 14) контроль качества.

Перед резкой сырья на заготовки его рассортировывают на размерные группы по размерам кристаллов и внутренним дефектам. Затем каждая группа кристаллов размечается на заготовки с учётом их оптимальных размеров с целью наиболее рационального использования сырья при распиловке.

Для резки камня применяют станки модели СРК-90 с алмазными отрезными кругами, частота вращения 7000-9000 об/мин, охлаждение - водяное. Марка и зернистость алмазного порошка 160/125.

Для чернового съема материала и придания основной формы используются станки моделей ПА-1, ЭМ-917. Обработка ведётся алмазными кругами или валиками. Частота вращения инструмента 2000-3000 об/мин, заготовки – 5-20 об/мин, охлаждение - водоэмульсионное.

После изготовления камень вместе с державкой помещают в камеру с температурой 35-38°С, при которой он отделяется от мастики на державке. Процесс окончательной обработки камня заканчивается его промывкой в ультразвуковой установке, либо кипячением в 15%-ном растворе тринатрийфосфата.

Маршрутная карта изготовления изделия в условиях предприятия.

Билет №30

Детский посудный набор (чашка и ложка) из сплава на основе серебра, выполнен в изобразительном направлении. Годовая программа выпуска – 5000 штук.

1.3. Дать краткую аннотацию изделия и его композиционный анализ, отразив художественную ценность, оригинальность, пропорции, симметрию, ритм, пластику, динамику или статику всего изделия, или его отдельных элементов.

2. Разработать технологический процесс изготовления изделия.

2.1. Технология – листовая штамповка (вырубка, формовка, глубокая вытяжка), горячее эмалирование.

2.2. Выбрать и обосновать выбор основных и вспомогательных материалов для изготовления изделия.

2.3. Разработать маршрутную технологию изготовления изделия и заполнить маршрутную карту.

2.4. Определить технологические режимы вытяжки, выбрать коэффициенты вытяжки по операциям, определить деформирующее усилие по операциям, определить усилие прижима по операциям, рассчитать исполнительные размеры матрицы и пуансона для последней операции вытяжки, рассчитать размеры заготовки.

2.5. Выбрать и обосновать марку инструментального материала для изготовления матрицы.

2.1Технология – листовая штамповка (вырубка, формовка, глубокая вытяжка), горячее эмалирование.

Листовая штамповка.

Сущность способа заключается в процессе, где в качестве заготовки используют полученные прокаткой лист, полосу или ленту, свернутую в рулон. Листовой штамповкой изготовляют самые разнообразные плоские и пространственные детали массой от долей грамма и размерами, исчисляемыми долями миллиметра (например, секундная стрелка ручных часов), и детали массой в десятки килограммов и размерами, составляющими несколько метров (облицовка автомобиля, самолёта, ракеты).

Для деталей, получаемых листовой штамповкой, характерно то, что толщина их стенок незначительно отличается от толщины исходной заготовки. При изготовлении листовой штамповкой пространственных деталей заготовка обычно испытывает значительные пластические деформации. Это обстоятельство вынуждает предъявлять к материалу заготовки достаточно высокие требования по пластичности.

При листовой штамповке чаще всего используют низкоуглеродистую сталь, пластичные легированные стали, медь, латунь, содержащую более 60 % Cu, алюминий и его сплавы, магниевые сплавы, титан и др. Листовой штамповкой получают плоские и пространственные детали из листовых неметаллических материалов, таких, как кожа, целлулоид, органическое стекло, фетр, текстолит, гетинакс и др.

К преимуществам листовой штамповки относятся:

возможность получения деталей минимальной массы при заданной их прочности и жесткости; *достаточно высокие точность размеров и качество поверхности, позволяющие до минимума сократить отделочные операции обработки резанием;

сравнительная простота механизации и автоматизации процессов штамповки, обеспечивающая высокую производительность (30—40 тыс. деталей в смену с одной машины);

хорошая приспособляемость к масштабам производства, при которой листовая штамповка может быть экономически целесообразной и в массовом, и в мелкосерийном производстве.

Эмаль представляет собой легкоплавкое стекло сложного состава, предназначенное для наплавления на металл. Сложный состав эмали обеспечивает проч­ное сплавление с металлом изделия. По своему хи­мическому составу это — соли кремниевой кислоты, в которые в виде компонентов вводятся окислы свин­ца, кремния, калия, бария, натрия, трехокиси мы­шьяка, сурьмы и окислы красящих металлов.

2.2 Выбрать и обосновать выбор основных и вспомогательных материалов для изготовления изделия

Для изготовления изделия используется сплав СрМ925. Из-за высокого содержания серебра в сплаве и высоких механических свойств оно нашло широкое распространение во многих странах. Сплав пригоден для эмалирования и чернения. Наиболее широко сплав используется для изготовления ювелирных изделий и столовых принадлежностей. Температуры ликвидуса и солидуса этого сплава составляют 896 и 779оС соответственно. Сплав СрМ925 выше температуры 760оС представляет собой гомогенный твёрдый раствор меди в серебре. Однако обычная структура промышленных отливов состоит из первичного обогащенного серебром твёрдого раствора и небольшого количества эвтектики. При охлаждении отливки до комнатной температуры растворимость меди в серебре уменьшается, и выпадает вторичная фаза, представляющая собой обогащенный медью твердый раствор. Таким образом, обычная литая структура сплава состоит из вторичного твёрдого раствора на основе серебра, выпадающего из него твёрдого раствора на основе меди и эвтектики α + β.

Обработка давлением отжиг изменяют литую структуру сплава. Обработанный давлением сплав состоит из серебряной матрицы, в которой растворено небольшое количество меди и частиц меди, содержащих в растворе небольшое количество серебра. Сплав СрМ925 может упрочняться искусственным старением обычным способом, то есть нагревом до температуры 745оС, закалкой в воду и старением при температуре 300оС. Прочность сплава при этом повышается с 60 до 160 кг/мм2. Однако, эта операция проводиться редко из-за склонности сплава к образованию крупнозернистой структуры.

В качестве декоративного покрытия рекомендуется использовать эмаль. Эмаль представляет собой легкоплавкое стекло сложного состава, предназначенное для наплавления на металл. Сложный состав эмали обеспечивает проч­ное сплавление с металлом изделия. По своему хи­мическому составу это — соли кремниевой кислоты, в которые в виде компонентов вводятся окислы свин­ца, кремния, калия, бария, натрия, трехокиси мы­шьяка, сурьмы и окислы красящих металлов.

Цвет эмалей может быть самым разнообразным, что достигается за счет введения в сплав необходи­мых для получения заданного цвета красителей. Выделяют эмали холодные и горячие, прозрачные и непрозрачные. Непрозрачность достигается при по­мощи введения в состав эмали оксида олова, мышья­ка, фосфорной кислоты. Наиболее часто ювелирами используются горячие эмали, которые наносятся на изделие с помощью обжига.

Эмали непрозрачные:

фиолетовая (760-860°С),

синяя (740-820°С),

красная (740-800°С),

розовая (760-820°С).

Припои: ПСр-70-I; t пл.= 770-7800 C, 70%Ag, 30% Cu, ПСр-70-II; t пл.= 745-7650 C, 70%Ag, 26,4%Cu, 3,6%Zn. Температура плавления припоя должна быть на 50 °С меньше, чем у основного металла

При монтировке изделия требуется борная кислота и бура для приготовления флюса. При вытяжке рекомендуется применять растворы для травления (HNO3конц 500 г/л , HCl 500 г/л) и обезжиривания (натрий едкий 5- 10 г/л, сода 25 г/л, тринатрий фосфат 50 г/л).

2.5 Выбрать и обосновать марку инструментального материала для изготовления матрицы.

Рабочие детали штампов (матрицы и пуансона) подвергаются ударной нагрузке с сильной концентрацией напряжений на рабочих кромках или на рабочей поверхности. Поэтому к материалу пуансонов и матрицы предъявляются требования высокой или повышенной твердости и износоустойчивости при наличии достаточной вязкости.

Стали, применяемые для изготовления рабочих частей штампов холодной штамповки, делятся на следующие группы:

Углеродистые, инструментальные стали небольшой прокаливаемости (диаметр до 25 мм): У8А, У10А, У8,У10.

Легированные стали повышенной прокаливаемости (диаметр до 40 – 50 мм): Х(ШХ15), Х09(ШХ9), 9Х,9ХС, 9ХФ, ХВГ, 9ХВГ, ХГСВФ.

Высокохромистые стали высокой прокаливаемости (диаметр до 80 мм): высокой износоустойчивости, малодеформируемые при закалке : Х12Ф1, Х12Ф, Х12М, Х12, Х6ВФ, ХГ3СВФ.

Легированные стали повышенной вязкости (при твердости HRC 56 - 58): 4ХС, 6ХС, 4ХВ2С, 5ХВ2С, 5ХВГ.

Для изготовления вытяжных матриц рекомендуется выбирать У10А, Х12, ВК8,модифицированный чугун, МСЧ32- 52. Высокохромистые стали обладают высокой прокаливаемостью и закаливаемостью, что позволяет использовать их для штампов больших сечений и применить закалку с умеренным охлаждением, что уменьшает деформацию изделия.

Высокохромитстые износоустойчивые стали имеют некоторые различия по механическим свойствам после закалки. Сталь Х12Ф1 несколько пластичнее сталей Х12Ф и Х12М. но сталь Х12М имеет несколько более высокую твердость и большую износоустойчивость. Сталь Х12 при высокой твердости обладает несколько меньшей вязкостью и применяется для штампов простой формы, которые работают без значительных ударных нагрузок, но от которых требуется повышенная износоустойчивость.

Для вытяжных штампов рекомендуется применять стали Х12, Х12Ф1 с азотированием поверхности при твердости наружного слоя HRC 68 – 69 и твердости закаленного подслоя HRC 58. Стали этой группы подвергаются закалке, с нагревом до высоких температур (Х12М, Х12Ф,Х12 : 1020 – 1040 С ; Х12Ф1 : 1070 – 1090 С) и низкому отпуску (150 – 170 С). Твердость HRC 61 – 63.

Согласно приведенным выше рекомендациям выбираем для изготовления матрицы сталь марки Х12.

Определение размеров исходной заготовки

Диаметр заготовки определяют из условия равенства площадей:

, где - площадь поверхности заготовки, мм, - площадь поверхности детали, мм, - диаметр заготовки, мм.

Отсюда:

При расчете действительного диаметра заготовки учитывают, что край вытянутого изделия имеет волнообразный профиль (фестоны), который надо удалить.

Диаметр заготовки можно определить аналитическим, графическим и графоаналитическим методами. При расчете по аналитическому методу поверхность детали определяют как сумму поверхностей составляющих ее простых геометрических фигур. Расчет ведется по срединной поверхности детали.

Для детали без фланца:

При этом:

H/d =50/48,5=1,03=>ΔН=3,5 мм

f =3,14·50·(50-1,5-5+3,5)=7379мм ,

f =3,14·5·(3,14·37-4·5)/2=755,01 мм ,

f =3,14·37 /4=1074,66 мм ,

F =7379+755,01+1074,66=9208,67 мм ,

D =1,13 =108,43мм.

Выбор коэффициентов вытяжки по операциям

Значения коэффициентов вытяжки зависят от пластичности материала, относительной толщины листа S/ , от размера инструмента.

Проектируемый технологический процесс вытяжки должен содержать минимально возможное число операций. Это обеспечивается на каждой операции таким изменением поперечного сечения заготовки и таким уменьшением толщины стенки в опасном сечении, чтобы напряжение и деформации, возникающие в материале, не приводили к его разрушению.

Допускаемая величина вытяжки определяется предельным коэффициентом вытяжки:

,

где - диаметры детали соответственно до и после i-той операции вытяжки.

Коэффициенты вытяжек при [S/ ]·100%

[1,5/108,43]100% = 1,4

Выбираем по таблице [1, с.6, табл 3]

4.3 Расчет размеров полуфабрикатов по операциям вытяжки

Диаметры полуфабрикатов по переходам вытяжки определяются согласно зависимостям:

Расчетные размеры полуфабрикатов по операциям:

Высота полуфабрикатов по операциям вытяжки определяется по формуле:

Вытяжку данной детали проводят в 2 операции.

4.4 Определение усилия прижима по операциям вытяжки

Усилие прижима для первой операции вытяжки определяют по формуле:

Где Q – усилие прижима, МН, k – коэффициент вытяжки, S – толщина материала, м, - диаметр заготовки, м, Р – деформирующее усилие, МН.

Деформирующее усилие определяется по формуле:

,

Где Р – деформирующее усилие, МН, d – наружный диаметр детали после соответствующей операции вытяжки, м, - временное сопротивление разрыву, МН

=600МПа.

Радиус закругления матрицы на 1-ой стадии вытяжки принимаем =7S

=7·1,5=10,5мм

На последующих операциях вытяжки радиус закруглений матрицы определяют по формуле:

, где - радиус матрицы на предыдущей операции

=0,8·10,5=8,4мм, =0,8·8,4=6,72мм.

На последующих операциях вытяжки усилие прижима определяется по формуле:

,

Где и - диаметры детали до и после операции вытяжки, м, q – удельное усилие прижима, МПа.

Выбор технологического оборудования

При выборе процесса исходят из следующих соображений:

Величина хода ползуна пресса должна соответствовать технологической операции

Номинальное усилие пресса должно быть больше усилия, требуемого для штамповки

Мощность пресса должна быть достаточной для выполнения работы, необходимой для данной операции

Пресс должен обладать достаточной жесткостью

Закрытая высота пресса должна быть больше или соответствовать закрытой высоте штампа

Габаритные размеры стола и ползуна пресса должны давать возможность установки и закрепления штампов и подачу заготовки

Число ходов пресса должно обеспечивать достаточно высокую производительность штамповки

Удобство и безопасность обслуживания пресса

Для изготовления данной детали используется пресс двойного действия, который имеет 2 независимых ползуна и применяется для вытяжных работ.

При вытяжке на прессе двойного действия усилие внутреннего ползуна должно быть не менее деформирующего усилия Р, усилие внешнего ползуна – не менее усилия прижима Q. В этом случае усилие внутреннего ползуна в момент начала вытяжки должно быть не менее 140 кН, усилие внешнего ползуна – не менее 45 кН, ход внутреннего ползуна не менее 130мм.

Проектирование и расчёт штампа

Выбор конструктивной схемы штампа

Вытяжку осуществляют на прессах простого и двойного действия. Вместе с тем в штампах могут предусматриваться дополнительные элементы, обеспечивающие двойное действие, при установке на прессе простого действия и соответственно тройное действие при установке на прессах двойного действия. Возможны также конструкции штампов, обеспечивающие многократное действие.

Штампы для вытяжки классифицируют в основном по следующим признакам: принадлежности к прессу, порядковому номеру операции и направлению вытяжки.

По технологическому признаку рассматриваемый штамп относится к вытяжным простого действия.

Схема работы штампа

Обрезка фланца Откус неровного края

Схема вытяжки без прижима заготовки

Выбор конструктивных элементов матрицы и пуансона

Рабочие размеры матрицы

Радиусы закруглений вытяжных матриц в зависимости от материала детали принимаем: (6 ÷ 10)S.

=7·1,5=10,5мм, принимаем =10мм

На последующих операциях вытяжки радиусы закруглений матрицы определяют по формуле:

, где - радиус матрицы на предыдущей операции

=0,8·10,5=8,4мм, =0,8·8,4=6,72мм, принимаем =8 мм, =8мм.

Расчет исполнительных размеров пуансона

Радиус закругления пуансона на первой операции можно принять равным радиусу закругления матрицы. Радиус закругления пуансона на последующих операциях:

На последней операции вытяжки принимаем равным заданному радиусу готовой детали, но не менее (3÷2)S

Принимаем =2мм.

3.3.Определение размеров рабочих пуансона и матрицы для последней операции вытяжки

Назначаем односторонний зазор между пуансоном и матрицей: z=1,2S=1,8мм.

При вытяжке деталей с заданным внутренним размером зазор устанавливается за счет матрицы.

Размер матрицы:

Размер пуансона:

,

Где и - размеры пуансона и матрицы, мм, - номинальный внутренний размер детали, мм, Δ – допуск на размер детали, мм, z – односторонний зазор между матрицей и пуансоном, мм, и - допуск на размеры пуансона и матрицы, мм.

Пуансон по h7, матрица по H8.

Внутренний диаметр детали по H14:

2. Разработать технологический процесс изготовления изделия