Анализ физико-механических, химических, конструкционно - технологических свойств материала детали

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

 

к курсовой работе по курсу

“Материалы и материаловедение РЭС”

 

 

Выполнила: ст. гр. 450

Староверова Ю.Д.

Проверил:

доц. Лазутин Ю.Д.

 

 

Рязань, 2007.

Содержание:

 

 

1.Введение…………………………………………………………………………….....4

2.Анализ физико-механических, химических, конструкционно-технологических свойств материала детали………………………………………………………………5

1.1. Механические характеристики……………………………………………….5

1.2. Химические свойства…………………………………………………………6

3. Анализ технологичности конструкции штампуемой детали………………...……7

4. Определение раскроя материала и расчет размеров заготовки…………………...8

5. Разработка маршрутной и операционной технологий……………………………10

6. Определение технологических режимов штамповки и выбор пресса…………..11

6.1. Определение технологических режимов штамповки……………………..11

6.2. Выбор пресса…………………………………………………………………12

7. Проектирование технологической оснастки – штампа………………..………....14

7.1. Выбор схемы действия штампа……………………………………………..14

7.2. Расчет конструкции штампа………………………………………………...14

7.2.1. Расчет исполнительных размеров рабочих деталей штампов….….14

7.2.2. Определение центра давления штампа………………………….…..15

7.2.3. Выбор материалов для изготовления деталей штампа……….……16

7.3. Выбор стандартного блока штампа………………………………………...17

7.4. Техническое нормирование штамповочных операций…………………....17

7.5. Описание работы штампа………………………………………………..….19

8.Заключение…………………………………………………………………………..20

9. Список литературы………..………………………………………………………..21

10. Приложения………………………………………………………………………..22

 

Введение.

Развитие машиностроения и металлообработки требует дальнейшего совершенствования технологических процессов и организации производства, повышения его эффективности и увеличения производительности труда на базе автоматизации производственных процессов.

Процессы листовой штамповки получили широкое применение в различных отраслях промышленности, благодаря высокой производительности и экономической эффективности.

Холодная листовая штамповка является одним из наиболее прогрессивных технологических методов производства; она имеет ряд преимуществ перед другими видами обработки металлов, как в техническом, так и в экономическом отношении.

В техническом отношении холодная штамповка позволяет:

1) получать детали весьма сложных форм, изготовление которых другими методами обработки или невозможно или затруднительно;

2) создавать прочные и жесткие, но легкие по массе конструкции деталей при небольшом расходе материала;

3) получать взаимозаменяемые детали с достаточно высокой точностью размеров, преимущественно без последующей механической обработки.

В экономическом отношении холодная штамповка обладает следующими преимуществами:

1) экономным использованием материала и сравнительно небольшими отходами;

2) весьма высокой производительностью оборудования, с применением механизации и автоматизации производственных процессов;

3) массовым выпуском и низкой стоимостью изготовляемых изделий.

Наибольший эффект от применения холодной штамповки может быть обеспечен при комплексном решении технических вопросов на всех стадиях подготовки производства, начиная с создания технологичных конструкций или форм деталей, допускающих экономичное изготовление их.

 

Анализ физико-механических, химических, конструкционно - технологических свойств материала детали.

Материал, применяемый для изготовления холодноштампованных деталей должен соответствовать не только назначению и условиям работы, но и технологическим требованиям, вытекающим из характера и степени производимой деформации. Технологические свойства металла определяются в основном его механическими свойствами, зависящими, в свою очередь, от химического состава, структуры и величины зерна, термообработки, степени наклепа. Для механических и технологических свойств холоднокатаных материалов, применяемых в холодной листовой штамповке, большое значение имеют степень наклепа при холодной прокатке и характер термообработки.

Для характеристики технологических свойств материала наибольший интерес представляют показатели пластичности, выраженные величиной относительного сужения поперечного сечения при растяжении φ или, еще лучше, равномерным относительным удлинением б_р (или равномерным относительным сужением φв, а также соотношением между пределом текучести б_т и пределом прочности б_в. Для большинства металлов чем меньше отношение б_т / б_в, тем больше φв.

Наиболее распространенными материалами, применяемыми в холодноштам-

повочном производстве, являются прокат металлов: стали, меди и её сплавов, алюминия и алюминиевых сплавов, никеля и его сплавов, цинка и др., а также неметаллические материалы. Материал детали должен удовлетворять не только её назначению и условиям работы, но и технологическим требованиям, вытекающим из характера производимых при изготовлении деформаций.

Вследствие этого материал должен обладать определенными физическими,

химическими и механическими свойствами, удовлетворяющими техническим условиям по толщине и качеству поверхности.

Пригодность материала для штамповки характеризуется, прежде всего, его механическими характеристиками.

Также наиболее распространенными материалами в холодной штамповке

являются различные сорта листовой и полосовой углеродистой и легированной стали.

По качеству материала листовая и полосовая сталь разделяются на сорта,

изготовляемые из сталей различных марок:

1) листовая углеродистая сталь – из марок стали обыкновенного качества по ГОСТу 380 – 60 (группа А и Б);

2) листовая углеродистая качественная сталь – из марок качественной стали по ГОСТу 1050 – 60;

В данном курсовом проекте мы будем работать со cталью, характеристики которой рассмотрены ниже.

1.1. Механические характеристики:

Сталь 3 ГОСТ имеет следующие механические характеристики:

- сопротивление срезу σср=40 кГ/мм²;

- предел прочности (не менее) σв= 40 кГ/мм²;

- предел текучести σт≈50 кГ/мм²;

- относительное удлинение (не менее) δ=25 %;

Химические свойства.

Массовая доля элементов, содержащихся в стали, в %:

С = 0,14 – 0,22,

Si = 0,12 – 0,30,

Mn = 0,40 – 0,65,

С увеличением относительного удлинения δ штампуемость металла улучшается, а с увеличением твердости – ухудшается. На штампуемость влияет и отношение предела текучести σтк пределу прочности σв. Чем оно меньше, тем лучше штампуемость. Для нашего случая σт∕σв = 1,25.

Сопротивление среза σср связано с пределом прочности σтсоотношением ср * 0,8σт и определяет усилия, требуемые для реализации штамповочных операций: чем оно больше, тем более мощным должен быть пресс, более прочными детали штампа.

Металлы, склонные к старению, плохо противостоят напряжениям, возникающим при формообразующих деформациях. С другой стороны, старение, как и наклеп, приводит к повышению твердости и прочности, потере пластичности и ударной вязкости. Последствия явлений старения и механического упрочнения можно устранить за счет предварительного или промежуточных отжигов заготовок.

При оценке штампуемости, кроме механических свойств, следует также принимать во внимание химический состав и микроструктуру материала.

Повышенное содержание примесей, газов, а также легирующих элементов и добавок изменяет структуру металла и его механические характеристики.

Таким образом:

- физико-механические свойства материала должны соответствовать процессу и характеру деформаций;

- формоизменение заготовки, как правило, сопровождается значительным повышением механических характеристик материала, что позволяет использовать в качестве исходного менее прочный, но более пластичный материал.