РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ И ОСНАСТКИ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТОНКОЛИСТОВОЙ ДЕТАЛИ «ЧАШКА» С ПРИМЕНЕНИЕМ КОМПЬЮТЕРНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ

Развитие машиностроения и сопряжённых отраслей требует эффективных, точных и экономически целесообразных методов обработки металлов. Одним из таких методов является листовая штамповка — технологический процесс, широко применяемый в производстве деталей из тонколистового металла. Благодаря высокой производительности, возможности автоматизации и получения изделий с минимальными затратами материала, листовая штамповка занимает ключевое место в серийном и массовом производстве.

В настоящее время методы листовой штамповки находят применение в автомобилестроении, авиации, приборостроении и других сферах, где предъявляются высокие требования к точности и качеству изделий. Технология позволяет изготавливать детали сложной формы, обеспечивая при этом стабильность размеров и минимальные допуски.

В данной работе был спроектирован процесс производства листовой детали <Чашка>. Для этого был составлен литературный обзор, который раскрывает историю листовой штамповки. А так же, будет произведен анализ детали, формы и размеры заготовки, произведен раскрой листа с помощью программы FormingSuite 2018, произведено моделирование процессов помощью программы Simufact Forming. Будет спроектирован штамп для каждой операции и выбрана штамповая оснастка со средствами автоматизации, а также спроектирован цех под производство детали. Будут рассчитаны экономические показатели производства и рассмотрены условия техники безопасности на предприятии.

Выпускная квалификационная работа содержит: 121 страницы, 67

рисунков, 26 таблиц, 37 источников.

Ключевые слова: ЛИСТОВАЯ ШТАМПОВКА, ВЫТЯЖКА,

ВЫРУБКА, КРИВОШИПНЫЙ ПРЕСС ПРОСТОГО ДЕЙСТВИЯ, КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ, АВТОМАТИЗАЦИЯ, БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ.

Тема выпускной квалификационной работы: «Разработка технологии и оснастки для изготовления тонколистовой детали «Чашка» с применением компьютерного моделирования».

Цель работы – продемонстрировать полученные в ходе обучения навыки на разработке технологического процесса изготовления детали «Чашка» с применением компьютерного моделирования.

Решаемые задачи:

1. Расчет размеров инструмента для всех операций; 

2. Расчет силовых параметров всех операций;

3. Выбор средств автоматизации;

4. Проектирование цеха;

5. Экономический расчет;

6. Безопасность жизнедеятельности.

Введение ..................................................................................................... 8

Глава 1 Литературный обзор ..................................................................... 9

1.1. История появления листовой штамповки .................................. 9

1.2. Общие сведения листовой штамповке ....................................... 9

1.3. Процесс вытяжки листового металла ....................................... 11

1.4. Процесс раздачи заготовки ....................................................... 12

1.5. Обзор программ для моделирования листовой штамповки ... 13

Глава 2 Разработка технологического процесса изготовления детали

«Чашка» .............................................................................................................. 15

2.1. Описание штампуемой детали ....................................................... 15

2.1.1 Исходные данные ...................................................................... 15

2.1.2 Анализ конфигурации ............................................................... 15

2.1.3 Анализ материала и получение КДУ ........................................ 15

2.2 Обоснование выбора технологического процесса ......................... 18

2.3 Определение формы и размеров заготовки ................................. 19

2.3.1 Расчет заготовки аналитическим способом ............................. 19

2.3.2 Расчет заготовки с помощью САПР ......................................... 22

2.3.3 Выбор оптимального размера заготовки .................................. 22

2.4 Расчет раскроя материала ............................................................. 23

2.4.1 Компьютерный анализ раскроя материала .............................. 23

2.4.2 Аналитический расчет КИМ для выбранного оптимального 

варианта раскроя .......................................................................................... 24

2.5 Расчет технологических параметров операций ........................... 27 

2.5.1 Вытяжка ..................................................................................... 27

2.5.2 Раздача ....................................................................................... 34

2.6 Расчет инструмента ...................................................................... 35

2.6.1 Вырубка...................................................................................... 35

2.6.2 Вытяжка ..................................................................................... 36

2.6.3 Раздача ....................................................................................... 36

2.6.4 Обрезка припуска ...................................................................... 37

2.7 Расчет усилий ................................................................................ 37

2.7.1 Выбор способа резки листа, расчет усилия резки, марка

ножниц .......................................................................................................... 37

2.7.2 Вырубка заготовки .................................................................... 38

2.7.3 Вытяжка заготовки .................................................................... 39

2.7.4 Раздача ..................................................................................... 40

2.7.5 Формовка ................................................................................. 41

2.7.6 Обрезка припуска ...................................................................... 41

Выводы по главе 2 ................................................................................. 42

ГЛАВА 3 Компьютерное моделирование ............................................... 43

3.1 Процесс моделирования .................................................................. 43

3.2 Анализ результатов моделирования ............................................... 52

Выводы по главе 3 ................................................................................. 57

ГЛАВА 4 Проектирование штамповой оснастки и выбор оборудования ..... 58

4.1 Проектирование штамповой оснастки ........................................... 58

4.1.1 Штамп для вырубки круглых заготовок................................... 58

4.1.2 Штамп для первой вытяжки...................................................... 63

4.1.3 Штамп для второй вытяжки ...................................................... 66

4.1.4 Штамп для третьей вытяжки .................................................... 70

4.1.5 Штамп для операции раздача ................................................... 74

4.2 Описание конструкции и работы спроектированных штампов .... 77

4.3 Выбор материалов для деталей штампов ....................................... 78

4.4 Выбор необходимой смазки ............................................................ 79

4.5 Выбор прессового оборудования ................................................... 79

4.6 Маршрутная карта .......................................................................... 81

Выводы по главе 4 ................................................................................. 82

ГЛАВА 5 Механизация и автоматизация процесса штамповки ............ 83

5.1 Применяемые средства автоматизации и механизации ................ 83

5.2 Описание работы автоматизированного участка цеха .................. 84

Выводы по главе 5 ................................................................................. 84

ГЛАВА 6 Проектирование штамповочного цеха ................................... 85

6.1 Годовая программа .......................................................................... 85

6.2 Определение числа единиц оборудования и его загрузки ............ 85

6.3 Расчет персонала предприятия ....................................................... 86

6.4 Расчеты площадей ........................................................................... 86

6.4.1 Расчет производственной площади .......................................... 86

6.4.2 Расчет вспомогательных площадей .......................................... 87

6.5 Планировка цеха .............................................................................. 87

Выводы по главе 6 ................................................................................. 88

ГЛАВА 7 Расчет технико-экономических показателей ......................... 89

Выводы по главе 7 ................................................................................. 93

ГЛАВА 8 Безопасность жизнедеятельности ........................................... 94

8.1 Метеорологические условия в производственных помещениях .. 94

8.2 Защита от производственных вибраций ......................................... 94

8.3 Защита от шума ............................................................................... 95

8.4 Освещенность .................................................................................. 95

8.5 Электробезопасность....................................................................... 96

8.6 Пожарная безопасность................................................................... 96

Выводы по главе 8 ................................................................................. 97

Заключение ............................................................................................... 98

Список использованных источников ...................................................... 99

Приложения ............................................................................................ 102

1. Мамутов В.С., Мамутов А.В. Компьютерное моделирование процессов листовой штамповки. Учеб. пособие. СПб., 2016. 192 с.

2. Основы технологии получения и обработки металлических материалов: учеб. пособие/ И.А. Матвеев [и др.]. – СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2018. – 183с.

3. Кункин С.Н., Мамутов А.В., Мамутов В.С. Технологические методы листовой штамповки: учебн. пособие. – СПб, 2018. – 52 с.

4. Технология листовой штамповки: учебное пособие / В.Г. Бурдуковский.— Екатеринбург : Изд-во Урал. ун-та, 2019.— 224 с

5. Механические свойства металлов и сплавов при обработке давлением. Третьяков А.В., Зюзин В.И. 2-е изд. М., «Металлургия», 1973, 224 с........

всего 37 источников