Поксеваткин М.И. Проектирование и оптимизация процессов малоотходной горячей штамповки

Подождите немного. Документ загружается.

111

Таблица 5.1–Расстояние между ручьями и толщина стенок штампа, мм

h 10 32 50 60 80 100 160

min

20 40 55 65 80 - -

1min

30 50 65 75 95 120 150

Толщина стенок и дна ручьевой вставки 20÷30мм. Ширина замка

)(4,1 hhв

≥

где

- высота полости ручья; h – глубина входа верхнего штампа,

для молотов с ударной массой 1,0÷10,0т

2515

мм.

Высота замка

8045

мм и расстояние замка до края штампа

10040

=в

мм для молотов с ударной массой 1,0÷10т. Радиусы за-

круглений

.8;10;84;105

2121

ммRммRммrммr

÷=

Угол

наклона боковых стенок замка

(рисунок 5.4). Ручей оснащён вы-

талкивателем, имеющим привод от пневмоцилиндра. Головка вытал-

кивателя имеет скос

2015 ÷=

(рисунок 5.4).

Рисунок 5.4 – Закрытый ручей молотового штампа

112

Рисунок 5.5 – Блок универсально-переналаживаемого штампа для

точной объёмной штамповки на КГШП [4,с 204, таблица 6]

ШТАМПЫ КГШП сборные, состоят из блоков (пакетов) (рисунок

5.5) и закреплённых в них ручьевых вставок. Блок состоит из верхней и

нижней монтажных плит, связанных между собой направляющими

колонкам, деталей крепления ручьевых вставок, матриц, пуансонов и

выталкивающего механизма

(ГОСТ 19579-ГОСТ 19584, см. Приложе-

ние А), [27,28].

Методика конструирования штамповочных ручьёв прессового

штампа аналогична таковой молотового штампа. Заготовительные ру-

чьи также выполняют по чертежам соответствующих переходов.

Элементы ручья для прямого выдавливания, не связанные черте-

жом перехода, рассчитываются по соотношениям (рисунок 5.6):

113

Рисунок 5.6 – Элементы ручья для прямого выдавливания

;)8.06.0(;1.0;1.1

dhDRRHh

мм

(5.1)

)15.005.0(DD;d1,0rr;d)02.101.1(d

мпн02101

−

÷=

, мм

где

- высота исходной заготовки. Высота пуансона может быть

определена по формуле

)105(

−

мnлпрn

hhHh

мм, (5.2)

где

пр

- закрытая высота пресса с учётом возможной регулировки;

h - высота матрицы,

пл

h - суммарная толщина плит.

114

Ручьевые вставки в зависимости от конструкции блока изготов-

ляются призматическими и цилиндрическими. Наиболее удобны в экс-

плуатации блоки с призматическими ручьевыми вставками (рисунок

5.7), выбираемыми по ГОСТ 19582 (Приложение А).

Размеры ручьевых вставок даны в таблице 5.2.

Каждый ручей штампа изготовляется в отдельной паре ручьевых

вставок, пуансонов, матриц.

При конструировании ручьёв размеры

сменного инструмента увя-

зываются с размерами блока и закрытой высотой штампового про-

странства (рисунок 5.5 и таблица 5.2).

Рисунок 5.7–Чертёж призматической ручьевой вставки (

)10;7

Пример конструкции прессового штампа показан на рис. 5.8 [15,

с. 129, рисунок 62].

Ручей для осадки размещается на передней площадке перед мат-

рицей 2-го перехода.

Второй вариант конструкции прессового штампа показан на ри-

сунке 5.9 [13, c.156, рисунок 5.5].

ШТАМП ГШМ состоит из блока пуансонов и блока матриц. Блок

пуансонов содержит блок пуансонодержателей, пуансоны и крепёжные

детали (ГОСТ

16194; ГОСТ 16192, см. Приложение А).

Проектирование технологии штамповки, расчёт и конструирова-

ние инструмента описаны в работах [4, c.235-336; 12, c. 269÷304].

Пример конструкции штампа ГШМ представлен на рисунке 5.10.

115

Таблица 5.2 – Размеры ручьевых призматических вставок

(обозначения см. на рис. 5.7), мм

Усилие

пресса,

мН

H L B L

1 2 3 4 5 6

6.3 100 200 80;100;150;300 180 81.5

10.0 100 250 100;140;190;300 230 81.5

16.0 125 320 120;180;240;480 294 106.0

20.0 160 400 160;220;300;600 356 122.0

25.0 160 400 160;220;300;600 356 122.0

40.0 200 500 200;280;300 445 156.0

63.0 250 630 280;340;480 570 170.5

1.и 2 – верхняя и нижняя монтажные плиты; 3 – траверса; 4 – толка-

тель; 5 – выталкиватель; 6, 7 – подкладные плиты; 8 – пуансонодержа-

тель; 9 – пуансон; 10 – оправка; 11 – направляющая колонка; 12-14 вы-

талкиватели; 15 – толкатель; 16 – рейка клиновая; 17 – прижим; 18 –

державки;19 – вставка (матрица); 20 – прошивень.

Рисунок 5.8 – Штамп для выдавливания поворотной цапфы (переходы

штамповки см. рисунок 2.9, в)

116

1 – траверса, 2 – ось, 3 – втулка, 4,18 – толкатели, 5,17 – монтаж-

ные плиты, 6,21 – подкладные плиты, 7,8,12,15,16 – клинья, 9 –

пуансонодержатель, 10 – пуансон, 13 – матрица, 14 – матрице-

держатель, 19, 20 – направляющие втулки.

Рисунок 5.9 - Заготовка (а), переходы штамповки (б) и штамп для

прямого выдавливания клапана (в)

117

1 – пуансонодержатель, 2 – регулировочный винт, 3 – клин, 4 –

державка, 5 – наборный пуансон, 6 – поддерживатель, 7- формо-

вочный пуансон, 8 – неподвижный блок матрицедержателей, 9 –

упор-клещи, 10 – клещевая вставка, 11 – 13 – формовочные

вставки, 14 – зажимная вставка, 15,16 – направляющие вставки,

17 – формовочная вставка, 18 – обрезная вставка, 19 – винт, 20 –

пружина, 21 – ползушка, 22 – обрезная матрица, 23 – обрезной

пуансон.

Рисунок 5.10 – Штамп ГШМ для штамповки поковки промежу-

точного вала коробка передач

118

6. Технико-экономические обоснования технологического

процесса

6.1 Показатели эффективности технологического процесса

При разработке технологического процесса горячей объемной

штамповки необходимо оценить экономическую эффективность воз-

можных вариантов технологии изготовления поковок.

В качестве показателей эффективности используют минимум

стоимостных затрат; минимум трудоемкости; равномерность загрузки

оборудования и др. критерии

При сравнении вариантов технологических процессов целесооб-

разно анализировать только те затраты, которые непосредственно свя-

заны с изменением

параметров технологии изготовления поковки, т.е.

затраты, составляющие так называемую технологическую себестои-

мость (С

min),...,,(

→=

∑

iт

XXXСС

, (6.1)

где m - число учтенных затрат, C

- элементы удельных затрат; X

,…X

- технологические параметры.

При сравнении вариантов технологического процесса штамповки

конкретной поковки необходимо учитывать затраты на последующую

механическую обработку детали, зависящие от изменения конфигура-

ции и точности поковки.

Следует учесть, что затраты на металл достигают 60÷80% от се-

бестоимости поковки, увеличение же производительности труда при

штамповке на 25% снижает себестоимость поковок только на 7,5%.

Целевая функция математико-экономической модели имеет вид

[16]:

min,)(

→

эобтрпмт

ЗЗЗЗЗC

(6.2)

где

З - удельные затраты на металл;

пр

З - заработная плата произ-

водственных рабочих, отнесенная к изготовлению одной поковки;

об

З - удельные затраты соответственно на штамповую оснастку и на

амортизацию оборудования;

З - удельные затраты на электроэнергию.

Исходные данные для технико-экономической оценки технологи-

ческого процесса приведены в таблицах приложения В.

119

6.2 Удельные затраты производства поковок

Элементы удельных затрат рассчитывают по формулам:

1) удельные затраты на металл:

пок

руб

ЦМНКЦНЗ

отхnртрмрм

,)( −−⋅⋅=

(6.3)

где

- норма расхода металла на одну поковку, кг/пок; Ц

- цена ме-

талла, руб/кг;

- масса поковки, кг; Ц

отх

- цена отходов, руб/кг;

тр

=1,1 - коэффициент учитывающий транспортные расходы на ме-

талл.

рр

КМH

⋅

где

М - масса заготовки, кг;

).5,03,1/()](/[ LDLLlllLLК

шшопробршшр

−

−=

(6.4)

– расходный коэффициент;

- длина штанги, мм;

обр

4,0

торцовые обрезки, мм

(D - диаметр заготовки);

5,0

- некрат-

ность при раскрое проката, мм (

L - длина заготовки);

оп

9,0

- по-

тери на опорный конец при обрезке последней заготовки, мм [11]. (см.

п. 2.1.4)

2) заработная плата производственных рабочих, отнесенная к единице

продукции

⎟

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛

⋅⋅

=+=

...

....

ннн

штроро

нрорп

ТСN

ЗЗЗ

(6.5)

.. сдпркр

КККК

⋅

где

.. ро

З и

З - заработная плата основных рабочих и наладчиков, руб.;

.. ро

N и

N - число основных рабочих и наладчиков (приложение В,

табл. В1 и В2);

.. ро

С и

- средняя часовая тарифная ставка основных рабочих и

наладчиков, руб./ч;

шт

Т - норма штучного времени на одну поковку, мин.;

Т - время на переналадку оборудования, ч (табл. В.2);

..сп

N - число поковок, изготовленных в смену;

..кр

К =1,15 - районный коэффициент;

120

14,1

пр

К - коэффициент, учитывающий величину премии из фон-

да заработной платы;

1,1

К - коэффициент, учитывающий дополнительную заработ-

ную плату;

14,1

К - коэффициент, учитывающий отчисления на социальное

страхование.

3) удельные затраты на технологическую оснастку [16]:

[]

nвшшвшишт

NСNКNСЗ /)1(

....

⋅

= руб./пок, (6.6)

где

..иш

C . - стоимость изготовления штампа, руб.;

..вш

C - стоимость

восстановления штампа, руб.;

N - число комплектов штампов, необ-

ходимое для изготовления партии поковок

N (годовой программы);

К - допустимое число восстановлений штампа. Для цельных молото-

вых штампов

К . При использовании сборных штампов срок

службы блока штампа составляет 5 лет, поэтому затратами на его экс-

плуатацию можно пренебречь. В этом случае при укрупненных расче-

тах принимают

К , а затраты на штампы оценивают только по

сменному инструменту (вставки, пуансоны и т.д.), стоимость комплек-

та которого ориентировочно составляет 40% от затрат на изготовление

штампа в сборе:

[]

швnш

СКNN

⋅

+= )1/ [16]. (6.7)

Здесь

С - стойкость штампа (сменного инструмента), - выбирается

по таблицам В3-В6.

4) удельные затраты на амортизацию оборудования [1, с.544]:

∑

⎟

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛

⋅

⋅⋅

⋅

штоб

обn

об

ТN

CА

100600

15.1

, руб./пок (6.8)

где 1,15 - коэффициент, учитывающий затраты на монтаж и транспор-

тирование оборудования;

Ф - суммарный фонд времени работы обо-

рудования данного типа, ч ;

А - установленный процент амортизаци-

онных отчислений;

об

C - балансовая стоимость единицы оборудования

данного типа, руб.;

об

N - количество единиц оборудования данного

типа; п - количество типов технологического оборудования для выпол-

нения заданной программы; j - номер типа оборудования.

5) удельные затраты на электроэнергию: