Разработка технологического процесса изготовления передней панели измерителя микропробоя ИМП-3Т (стр. 2 из 5)
Отверстия Æ4,5+0,048 (4 отв.), получают сверлением. Данные отверстия нельзя получить пробивкой, так как отношение d/s =4,5/4 = 1,125 меньше минимального отношения для выбранного материала.
Отверстия М4-8Н (8 отв.), отверстия диаметром 4 мм, необходимые для последующей нарезки в них резьбы М4, получают сверлением Отношение d/s = 4/4 = 1 меньше наименьшего допустимого отношения 1,3.
3. Обоснование выбора материала
В качестве материала для изготовления передней панели измерителя микропробоя ИМП-3Т используется сплав алюминия АЛ1 ГОСТ 2685-70. Сплав обладает отличными литейными свойствами: АЛ1 имеет высокую жидко текучесть, не склонен к образованию углеродных горячих трещин. Хорошо обрабатывается резанием, хорошо сваривается. Обладает пониженной теплопрочностью (чувствителен к изменению нагрузки при t=250-300С). Имеет низкий удельный вес.
Характеристики материала
Таблица 1. Химический состав в % материала АЛ1
| Fe | Si | Ni | Al | Cu | Mg | Zn |
| до 0,8 | до 0,7 | 1,75-2,25 | 90,1-93,25 | 3,75-4,5 | 1,25-1,75 | до 0,1 |
Примечание: Al - основа; процентное содержание Al дано приблизительно.
Таблица 2.Механические свойства материала АЛ1.
| Сортамент | Размер | Напр. | в | T | 5 | | KCU | Термообр. |
| - | мм | - | МПа | МПа | % | % | кДж/м2 | - |
| 180-210 | 0,5-1 | |||||||
| Твердость материала АЛ1 | HB 10 -1 = 85 - 90 МПа | |||||||
Таблица 3. Физические свойства материала АЛ1
| T | E 10- 5 | 10 6 | | | C | R 10 9 |
| Град | МПа | 1/Град | Вт/(м·град) | кг/м3 | Дж/(кг·град) | Ом·м |
| 20 | 168 | 2750 | ||||
| 100 | 22.3 |
Таблица 4. Литейно-технологические свойства материала АЛ1
| Температура литья, °C: | 720 |
| Линейная усадка, % : | 1.3 |
4. Расчет операций холодной штамповки
4.1 Теоретические сведения
1. Расчеты операции вырубки.
Вырубка - получение наружного контура детали. При вырубке рассчитываются:
а) Норма расхода материала.
Исходным материалом при холодной штамповке чаще всего являются листы, разрезаемые на полосы нужной ширины, из которых производится вырубка деталей. При определении ширины полосы исходят из того, что для получения качественной детали между деталями в полосе между деталью и краем полосы должны быть достаточной величины перемычки. Если, например, размеры вырубаемой детали bc, то с учетом перемычек шаг вырубки t должен быть:
.А ширина полосы
: 
. 
Рис.1
Минимальные размеры рекомендуемых перемычек в зависимости от толщины материала для деталей простой конфигурации приведены в табл. 5.
Таблица 5. Наименьшая величина перемычек в полосе при штамповке.
| Толщина материала в мм | 0,3 | 0,5 | 1,0 | 1,5 | 2,0 | 2,5 | 3,0 | 4,0 | 5,0 |
Миним. величина перемычек  и  в мм | 1,4 | 1,0 | 1,2 | 1,4 | 1,6 | 1,8 | 2,0 | 2,5 | 3,0 |
Учитывая возможное уменьшение величины полосы за счет допуска на ее изготовление, а также, учитывая возможное смещение полосы относительно матрицы и пуансона за счет зазоров между полосой и ее направляющими, номинальную ширину полосы увеличивают по сравнению с минимальной, определяя ее по формуле:
, где 
- допуск на ширину полосы, 
- зазор между направляющими и полосой.Обычно
мм в зависимости от ширины полосы, а - по 14 квалитету точности. По найденному шагу вырубки 
определяют 
- количество деталей, получающиеся из полосы (Рис.1): 
.По найденной ширине полосы находят число полос
, получающихся из листа (Рис. 1): 
.После чего определяют число деталей из листа:
.Определив вес листа
(по справочникам или по его объему и удельному весу), находят норму расхода материала: 
.б) Усилие вырубки.
Усилие при вырубке рассчитывается по формуле:
, гдеL - суммарная длина вырубаемого контура,
- толщина материала,sср – сопротивление срезу с учетом отношения S/d и величины зазора.
В нашем случае sср=sв; так как выполняется условие
dотв<(5 – 3,5)*S, где
- предел прочности материала.Усилие пресса берется больше расчетного усилия вырубки, учитывая дополнительное усилие
, затрачиваемое на сжатие резины или пружины съемника, снимающего полосу с пуансона. 
, где 
- усилие вырубки, 
- коэффициент, рекомендуемые значения которого для однопуансонной вырубки или пробивки приведены в таблице 6.Таблица 6. Величины коэффициентов
. | Толщина материала в мм | до 1 | 1 - 5 | свыше 5 |
| Величина коэффициента | 0,02-0,06 | 0,06-0,08 | 0,08-0,1 |
Таким образом, усилие пресса рассчитывается по формуле:
.в) Определение размеров матрицы и пуансона.
При вырубке размеры вырубаемой детали получаются равными размерам матрицы. Штампы являются сложной дорогой оснасткой, поэтому при помощи штампа до его износа нужно изготовлять наибольшее количество деталей. Так как матрица в процессе эксплуатации изнашивается, размер отверстия в матрице постепенно увеличивается, вследствие чего постепенно увеличиваются и размеры получаемых на штампе деталей, то при изготовлении штампа размеры матрицы изготавливают по наименьшему размеру детали по формуле:
, где 
- размер отверстия в матрице, 
- минимальный размер детали в пределах поля допуска, 
- допуск на изготовление матрицы.Если деталь изготовлена по размеру
, то минимальный размер детали 
. 
.Так как между пуансоном и матрицей всегда должен быть некоторый минимальный зазор
, то размеры пуансона определяются по формуле: