Федеральное агентство по образованию

ПСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

Шевельков В.В., Былеев А.С., Корж Г.А.

Основы проектирования технологических операций холодной листовой штамповки

Методические указания и справочные материалы для студентов машиностроительных специальностей

Псков

Издательство ППИ 2011

Федеральное агентство по образованию

ПСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

Шевельков В.В., Былеев А.С., Корж Г.А.

Основы проектирования технологических операций холодной листовой штамповки

Методические указания и справочные материалы для студентов машиностроительных специальностей

Псков

2

Издательство ППИ 2011

3

УДК 621.7 ББК 34.5 Ш 37

Рецензенты:

Н.Б. Кириллов – профессор кафедры «Материаловедение» СанктПетербургского государственного политехнического университета, профессор, д.т.н.

Е.З. Степанов – доцент кафедры «Технология конструкционных материалов» Санкт-Петербургского государственного политехнического университета, к.т.н.

Шевельков В.В., Былеев А.С., Корж Г.А. Основы проектирования технологических операций холодной листовой штамповки. Методические указания и справочные материалы для студентов машиностроительных специальностей. – Псков: Изд. ППИ, 2011. – 86 с.

В методическом указании рассмотрены наиболее распространенные технологические процессы листовой штамповки, описаны справочные данные на материалы, наиболее применяемые в листовой штамповке: сталь, алюминий, латунь, медь, титан и сплавы на их основе, а также текстолит, стеклотекстолит, гетинакс, картон, войлок, кожа, резина и др. Во второй части пособия рассматриваются основные операции холодной листовой штамповки и рассчитываются основные размеры и усилия. В заключении рассмотрены примеры разработки технологических процессов холодной листовой штамповки.

В пособии даны необходимые методические указания и пояснения к выполнению студентами контрольной работы или расчетно-графического задания по разделу «холодная листовая штамповка» курса «Теория, технология и оборудование обработки металлов давлением».

©Шевельков В.В., Былеев А.С., Корж Г.А. 2011

©Псковский государственный политехнический институт, 2011

4

Введение

Одной из важнейших задач промышленного производства является подъем эффективности, путем применения прогрессивных, ресурсосберегающих методов изготовления деталей и заготовок.

Холодная листовая штамповка широко применяется в современном приборостроении, автомобильной, авиационной и других отраслях металлообрабатывающей промышленности.

Процессы листовой штамповки обеспечивают получение точных, сложных по форме и разнообразных по размерам деталей при высоком коэффициенте использования материала и минимальной трудоемкости.

Внастоящем пособии рассматривается вопросы разработки технологических процессов холодной листвой штамповки.

Холодную листовую штамповку применяют в единичном, серийном, крупносерийном и массовом производстве. Характерной особенностью холодной листовой штамповки является то, что они сопровождаются пластической (необратимой) деформацией, величина которой значительно превышает упругую деформацию.

Качество листоштампованных деталей, их себестоимость, время изготовления, возможность механизации и автоматизации процессов зависят не только от технологического процесса их изготовления, но и от того, как спроектирована конкретная деталь, каковы ее форма и размеры, а также насколько учтены конструктором возможности технологии данного конкретного производства деталей холодной листовой штамповкой.

Впособии рассмотрены наиболее распространенные технологические процессы холодной листовой штамповки, даны необходимые методические указания и пояснения к выполнению студентами контрольной работы или расчетно-графического задания по разделу «холодная листовая штамповка» курса «Теория и технология обработки металлов давлением».

Задание на выполнение контрольной работы включает: анализ технологичности детали и разработку чертежа штампованной детали; определение массы и размеров исходной заготовки; выбор основных технологических операций и их последовательности; разработку операционных эскизов; расчет усилий деформирования и выбор оборудования; проектирование инструмента и оформление технологической карты.

5

ГЛАВА 1. МАТЕРИАЛЫ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ В ЛИСТОВОЙ ШТАМПОВКЕ

1.1. МАТЕРИАЛЫ

Для деталей, получаемых листовой штамповкой, применяют разнообразные металлические и неметаллические материалы. Исходные материалы используют в виде листа, ленты, полосы и различных профилей.

Наиболее распространенными металлическими материалами, применяемыми для листовой штамповки, являются сталь, медь и ее сплавы, алюминий и его сплавы, титан и его сплавы.

Из неметаллических материалов применяются картон, гетинакс, текстолит, стеклотекстолит, кожа, войлок, резина и др.

Материал для листовой штамповки должен удовлетворять не только назначению и условиям работы штампованной детали, но и технологическим требованиям, вытекающим из характера производимой деформации.

Вследствие этого материал должен обладать определенными физическими, химическими и механическими свойствами, удовлетворяющими техническим условиям по толщине и качеству поверхности.

При выборе материала необходимо учитывать последующую обработку и отделку (травление, полирование, возможность нанесения антикоррозионных покрытий), а также пригодность для создания разъемных и неразъемных (сварка, клепка, пайка) соединений.

Существенное значение имеют экономические факторы, зависящие, главным образом, от количества деталей подлежащих изготовлению.

6

1.2. ГОСУДАРСТВЕННЫЕ СТАНДАРТЫ НА ТОНКОЛИСТОВУЮ СТАЛЬ

Для холодной листовой штамповки применяют листовую горячекатаную и холоднокатаную тонколистовую сталь в листах и рулонах.

1.2.1. ГОСТ 19903-74. ПРОКАТ ЛИСТОВОЙ ГОРЯЧЕКАТАНЫЙ.

Листы горячекатаные в рулонах. Толщина 1,2 - 10 мм Ширина 200 - 2300 мм

Листовую сталь подразделяют: по точности прокатки:

повышенной точности – А, нормальной точности – Б; по плоскостности: особо высокой плоскостности – ПО, высокой

плоскостности – ПВ, улучшенной плоскостности – ПУ, нормальной плоскостности – ПН;

по характеру кромки: с необрезной кромкой – НО, с обрезной кромкой – О. Пример условного обозначения (согласно ГОСТ 1577-81 «Прокат листовой и широкополосный универсальный из конструкционной качественной стали.

Технические условия») на листовой горячекатаный прокат нормальной точности прокатки (Б), нормальной плоскостности (ПН), размерами 6х700х6000 мм по ГОСТ 19903-74 из стали марки 20, категории 2, термообработанный (Т).

1.2.2. ГОСТ 19904-90. ПРОКАТ ЛИСТОВОЙ ХОЛОДНОКАТАНЫЙ.

Листы холоднокатаные в рулонах. Толщина 0,35 – 3,5 мм Ширина 200 - 2300 мм Листовую сталь подразделяют:

7

по точности прокатки: повышенной точности – А, нормальной точности –

Б;

по плоскостности: особо высокой плоскостности – ПО, высокой плоскостности – ПВ, улучшенной плоскостности – ПУ, нормальной плоскостности – ПН;

по характеру кромки: с необрезной кромкой – НО, с обрезной кромкой – О. Пример условного обозначения (согласно ГОСТ 16523-70 «Сталь листовая углеродистая качественная и обыкновенного качества общего назначения») холоднокатаного листа из стали 20 размером 1,0х1000х2000 мм, с допуском по толщине для нормальной точности Б, нормальной плоскостности ПН, 5 категории по нормируемым характеристикам, III группы отделки поверхности,

глубокой вытяжки:

1.2.3. ГОСТ 82-70. СТАЛЬ ПРОКАТНАЯ ШИРОКОПОЛОСНАЯ УНИВЕРСАЛЬНАЯ.

Толщина 6 – 10 мм (+0,3 мм; -0,5 мм)

Ширина 200 - 1050 мм(предельные отклонения для полос до 400 мм вкл. (+2,0 мм; -2,5 мм)

от 420 до 800 мм вкл. (+2,0 мм; -3,0 мм), от 850 мм и более (+3,0 мм; -4,0 мм) Длина 5000-12000 мм (+15 мм)

По ребровой кривизне полосы выпускаются двух классов: повышенной точности изготовления – класс А; обычной точности изготовления – класс Б.

Более подробно информацию см. в ГОСТ 82-70.

Пример условного обозначения широкополосной стали марки Ст 3сп, толщиной 7 мм, шириной 500 мм с ребровой кривизной по классу А:

Пример условного обозначения (согласно ГОСТ 1577-81 «Прокат листовой и широкополосный универсальный из конструкционной качественной стали. Технические условия.») на широкополосный универсальный прокат обычной точности изготовления по ребровой кривизне (Б), размером 6х700х6000 мм по ГОСТ 82-70, из стали марки 20, категории I, без термообработки.

8