Файл: Чупахин, В. М. Производство жестяной консервной тары учебник.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 15.10.2024
Просмотров: 162
Скачиваний: 2
Максимальная производительность пресса соответствует чис лу двойных ходов ползуна в минуту и составляет до 120 банок в минуту, номинальное усилие на ползуне пресса 40000 кгс, ход ползуна 165 мм; пределы регулировки длины шатуна 20 мм; наи большее расстояние между плитой стола и ползуном в его ниж нем положении 260 мм; вылет пресса 195 мм; допустимая ши рина жести до 240 мм; толщина жести до 0,3 мм; изготавливае
мые банки № 3, 8, 17 и 19; максимальная |
подача |
200 мм; |
|
мощность |
электродвигателя пресса 7,5 кВт, |
воздуходувки — |
|
1,1 кВт, |
транспортера 1,1 кВт; габаритные |
размеры |
пресса |
1750X2260X2130 мм; масса пресса 6400 кг.
Максимальная масса рулона, устанавливаемого на размоточ ном устройстве, до 500 кг; ширина рулона жести до 380 мм; ско рость разматывания рулона 6,8—18 м/мин; мощность электро двигателя 1,1 кВт; габаритные размеры размоточного устройства 1640X725X1200 мм, масса 500 кг. »
РАСЧЕТЫ ШТАМПОВАНИЯ БАНОК
Вырубка заготовок. Размеры заготовки можно достаточно точ но рассчитать только при штамповке цилиндрических банок. Форма заготовки цилиндрической банки представляет собой круг, диаметр которого определяют исходя из равенства поверх ностей заготовки и вытягиваемой банки с учетом припуска на обрезку фланца. Ширина припуска А<7 = 2-=-4 мм.
Наиболее простым способом расчета является суммирование поверхностей простых геометрических элементов, из которых со стоит банка (рис. 113). В этом случае диаметр заготовки (в мм) определяют из такого выражения:
|
|
|
|
|
(IV—25) |
Сумма площадей элементарных поверхностей банки |
|
||||
2F = |
д, + f 2 + |
... + Fn, |
|
(IV—26) |
|
|
ЗХ |
Q |
|
|
|
F2= |
я |
ndi + |
4 /ц + |
|
|
---- |
+ f)= |
|
|||
2 |
2 |
|
|
|
|
F3 = |
л (d -f s) hi, |
|
(IV—27) |
||
|
|
|
|
|
|
я
я (d -f s) — 4 \r2— —
где/"!, F3... Fn — площади элементарных поверхностей, мм2; d — внутренний диаметр банки, мм;
— внутренний радиус сопряжения дна и стенки банки, мм;
189
s |
— |
т о л щ и н а ж е с т и , |
из к о т о р о й и з г о т о в л е н а б а н к а , мм ; |
d i |
— |
у с л о в н ы й д и а м е |
т р п л о с к о й ч асти д н а б а н к и , м м ; |
г2 — |
н а р у ж н ы й |
р а д и у с з а к р у г л е н и я ф л а н ц а б а н к и , м м ; |
h f — |
в ы с о т а ц и л и н д р и ч е с к о й ч а с ти б а н к и , мм ; |
|
d 2 — |
н а р у ж н ы й д и а м е т р |
ф л а н ц е в б а н к и , мм ; |
da — |
д и а м е т р ф л а н ц е в с п р и п у ск о м , мм. |
|
Форму и размеры заготовок для фигурных банок ориентиро вочно определяют графически с учетом припуска и окончатель но уточняют опытным путем.
----- |
UJ |
|
|
h |
|
а> |
ri |
j |
|Ч-п |
Ь - _________ 1 |
||||
|
|
£Г |
||
|
а |
|
|
йп |
|
•сг |
|
Шт |
|
|
|
|
||
|
|
|
111 |
||1 |
|
|
-к ' |
Ц-«И |
|
L z m |
— p r — |
= r |
i>5 |
! |
|
||||
Р и с . 113. |
Ш т а м п о в а н н а я |
б а н к а . |
Ри с. 114. |
В ы т я ж к а с п р и ж и м о м . |
Р и с . 115. С х е м а н а п р я ж е н и й , в озни - |
Р и с. 116. К р а с ч е т у н а п р я ж е н и й в ы |
к а ю щ и х в о в р е м я в ы т я ж к и . |
т я ж к и . |
Усилие (в Н) для вырубки заготовки при штамповке цилинд рических банок определяют по формуле, аналогичной формуле
(IV—1),
Р \ = |
k m л |
D 0s Стер, |
|
|
( I V — 28) |
г д е |
к ш— к о э ф ф и ц и е н т , |
у ч и т ы в а ю щ и й |
о с о б ен н о сти |
в ы р у б к и м а т е р и а л а |
|
|
|
в з а м к н у т о м п р о с т р а н с т в е (k m — 1,2); |
|
||
|
D 0— д и а м е т р з а г о т о в к и б а н к и , мм ; |
|
|
||
|
<тс р — |
с о п р о ти в л е н и е |
ж е с т и срезу , |
Н / м м 2 (сгср = 350 |
Н / м м 2). |
Штамповка банок. Второй основной операцией штамповки банок является их вытяжка. При вытяжке зазор z между пуан-
190
соном и матрицей вытяжного штампа больше первоначальной толщины заготовки s.
г — dM dn s , |
(IV—29) |
где dn— диаметр пуансона; |
|
du — диаметр матрицы. |
|
Принимают z = (1,1 —j—1,2) |
sM, где sM— максимальная толщи |
на жести для данного изделия. При штамповке банок вытяжку производят только с прижимом заготовки к зеркалу матрицы в процессе формообразования изделия, что предотвращает об разование складок (дд — давление прижима). Схема такого спо соба вытяжки показана на рис. 114.
За одну операцию вытяжки можно получить относительно не глубокие полые детали. При этом глубина вытяжки ограничи вается возможностью перенапряжения и разрушения металла в месте сопряжения стенки и дна. Консервные банки преимуще ственно штампуют за одну операцию вытяжки.
На рис. 115 показан сектор цилиндрической банки в процес се вытяжки. Банка с внутренним диаметром d штампуется из плоской заготовки диаметром D0. При ее вытяжке имеет место сложная деформация металла. Перед втягиванием металла в матрицу происходит одновременное его сжатие с образова нием тангенциальных напряжений сгг и радиальное растяжение под действием радиальных напряжений аг. В стенке полого ци линдра возникают растягивающие напряжения р2, которые боль ше напряжений ог во фланце. В дне цилиндра диаметром d де формации и напряжения имеют значительно меньшую величину.
|
Соотношение |
между основными напряжениями |
металла |
||
в процессе вытяжки можно уяснить, пользуясь рис. 116. |
|||||
|
Усилие вытяжки, приложенное к пуансону, |
|
|||
Р2 = p2n(d + s)5, |
|
|
|
(IV—30) |
|
где |
р3— растягивающие напряжения, Н/мм2; |
|
|
||
|
d — диаметр пуансона или внутренний диаметр цилиндра, мм; |
||||
|
s — толщина материала, мм. |
|
|
|
|
|
Напряжения во время вытяжки зависят от степени деформа |
||||
ции материала, |
измеряется |
изменением |
размеров |
заготовки: |
|
|
Dg — d _ j _ d _ |
|
|
(IV—31) |
|
|
Do |
D0 |
|
|
|
|
|
|
|
||
или от отношения диаметров, |
называемого |
коэффициентом вы |
|||
тяжки |
|
|
|
|
|
т = |
JT • |
|
|
. |
(IV—32) |
|
и 0 |
|
|
|
|
Величина напряжений р2 определяется сопротивлением ма териала деформированию и зависит от радиальных напряжений растяжения аг и напряжений изгиба сги. Кроме того, действует
191
сила трения, возникающая вследствие прижима фланца. Силу трения удобно заменить удельным сопротивлением трения 0 тр. Соотношение между указанными напряжениями и удельным со противлением трения (в Я/лш2) можно представить в следую щем виде:
Рз = |
[(о> + птр) е?а+ |
аи 1 sin а, |
(IV—33 |
где |
f — коэффициент трения жести о детали штампа; |
рад. |
|
|
а — угол охвата |
жестью закругленного края матрицы, |
|
|
ЗТ |
|
Угол охвата близок к значению а » — . В первом приближе |
||
нии после разложения в ряд |
« 1 + 1,6 |
f. После подстановки |
этих величин уравнение (IV—33) примет |
следующий вид; |
|
Рг — (O r + О тр) (1 + 1,6 / ) + Ои. |
|
(IV—34) |
Выясним значения основных величин, входящих в уравнение (IV—34). Напряжение радиального растяжения аг (в Н/мм2) находится в следующей зависимости от предела прочности же сти при растяжении ав и коэффициента вытяжки т:
°Г = Фа (- |
■ч>1 ав • |
Для жести можно принять следующие значения опытных ко эффициентов: ф! = 0,75 и ф! = 1,0. Тогда окончательно можно написать:
ог = 0,75 — lj <тв. (IV—35)
|
Напряжения (в Н/мм2) изгиба |
жести |
при |
вытяжке опреде |
|
ляют из следующего выражения: |
|
|
|
|
|
|
2гм |
|
|
|
(IV—36) |
|
|
|
|
|
|
где |
s — толщина жести, мм; |
|
|
|
|
|
гм— радиус закругления матрицы, мм; |
|
|
410 Н/мм2. |
|
|
ов — предел прочности жести при растяжении, Н/мм2; сгв = |
||||
|
Силу (в Н), необходимую для |
прижима жести |
во время |
||
штампования, определяют по формуле |
|
|
|
||
р з = % Fn = ОДббРп [Dl ~ { d + 2г2 + 2Л)2] , |
|
|
(IV—37) |
||
где |
<7П— удельное давление прижима, |
Н/мм2 |
(для |
жести |
qn = 2,5-j- |
|
' 4-3,0 Н/мм2); |
|
|
|
|
|
Fn — площадь прижима, мм2; |
|
|
|
|
|
D0 — диаметр заготовки, мм; |
|
|
|
|
|
d — внутренний диаметр банки, мм; |
фланца банки, мм; |
|
||
|
г2— наружный радиус закругления |
|
|||
|
А — ширина плоской части фланца, |
мм (обычно г2+Л = 3 мм). |
|||
192
Удельное сопротивление трения (в Н/мм2), возникающее от прижима заготовки к зеркалу матрицы и отнесенное к площади поперечного сечения стенки банки, подсчитывают так:
|
2/Р3 |
(IV—38) |
|
тр |
л (d s) s |
||
|
где f — коэффициент трения жести о детали штампа.
Экспериментальные значения коэффициента трения приведе
ны в табл. 24.
Т а б л и ц а 24
|
Сталь 08 кп |
Алюминий |
|
технический |
|
Смазка |
|
|
|
|
|
|
Коэффициент трения |
|
Минеральное (веретенное, машинное) масло |
0,14—0,16 |
0,15 |
Растительное (соевое) м асло........................ |
— |
0,10 |
Смазка с наполнителями (графит, мел) . . |
0,06—0,10 |
0,10 |
Без см азки ......................................................... |
0,18—0,20 |
0,35 |
Значительное влияние на разрушающее напряжение ор в опасном сечении вытягиваемого цилиндра оказывает радиус за кругления пуансона гл. Приближенно его можно оценить из сле дующего уравнения:
1,15 |
(IV—39) |
rn + |
0,5s ‘ |
Радиус закругления матрицы гм оказывает сравнительно не большое влияние на усилие вытяжки. Так, было установлено, что для стали 08 кп толщиной 1 мм при коэффициенте вытяжки т = 0,52 и изменении rM/s от 2,5 до 10 напряжения вытяжки
уменьшаются от 270 |
до 230 Н/мм2, а при rM/s> 1 0 усилие вы |
тяжки не изменяется. |
|
Полезно отметить, что для жести при штамповании в одну операцию предельный коэффициент вытяжки т не может быть меньше 0,5, что ограничивает высоту штампованных банок.
Для кривошипных прессов можно принять, что максималь ная скорость вытяжки (в мм/с) равна
Rkпк |
(IV—40) |
1,6 |
|
30 |
|
где RK— радиус кривошипа, мм; |
|
пк— частота вращения кривошипа, об/мин. |
|
Это примерно соответствует углу отклонения кривошипа от мертвого положения на 90°.
При изменении скорости вытяжки в пределах 50—450 мм/с усилие вытяжки меняется незначительно.
13 В. М. Чупахин, И. Т. Леонов |
193 |