Ковка и штамповка изделий

1.3 ПРЕИМУЩЕСТВА ШТАМПОВКИ НА КГШП

Кривошипные горячештамповочные пресса (КГШП) по сравнению с молотами обладают рядом преимуществ.

Повышенная точность получаемых поковок благодаря постоянству хода пресса и определенности нижнего положения ползуна, что позволяет уменьшить отклонения размеров поковок по высоте.

Увеличенный коэффициент использования металла вследствие более совершен

ной конструкции штампов, снабженных верхним и нижним выталкивателем, что позволяет уменьшить штамповочные уклоны, припуски, напуски, допуски и тем самым приводит к экономии металла и уменьшению последующей обработки поковок резанием.

Улучшенные условия труда вследствие меньших шумовых эффектов, вибрации, и сотрясения почвы, чем при работе на молотах, и относительно спокойным безударным характером работы.

Возможность применения автоматических перекладчиков заготовок.

Более высокой производительности в 1,4…2 раза при штамповке поковок шестерен, так как деформация на прессе в каждом ручье происходит за один ход, а на молоте за несколько ударов.

Более высокому КПД, достигающему 6…8%; экономический (приведенный к энергии топлива) КПД пресса в 2…4 раза выше, чем у молота.

Снижение себестоимости продукции за счет снижения расхода металла и эксплуатационной стоимости.

Работа на прессах более простая, так как не требуется регулировка энергии удара, не требуется высокой квалификации рабочих.

1.4 ПРЕИМУЩЕСТВА ИНДУКЦИОННГО НАГРЕВА

К преимуществам электронагрева относятся:

1. Экономия и большая скорость нагрева металла, отсутствие необходимости подачи воздуха в камеру нагрева (как в случае применения печей для поддержания горения топлива), что значительно уменьшает окалинообразование. Потери металла в виде окалины при индукционном нагреве составляют всего 0,2…0,4 % масса нагреваемого металла, что почти в 10 раз меньше чем при пламенном нагреве.

2. Повышение стойкости штампов. При уменьшении окалины на металле стойкость штампов повышается, так как окалина оказывает абразивное воздействие.

3. Повышение производительности труда. Большая скорость нагрева позволяет увеличить температуру начала штамповки, так как перегрев металла при малых выдержках в нагретом состоянии происходит при более высоких температурах. Штамповка при более высоких температурах целесообразна из – за меньших затрат работы на деформацию, что приводит к повышению производительности.

4. Улучшение условий труда. Отсутствие грязи и копоти на рабочем месте улучшает условия труда в горячих цехах, что приближает условия работы в них к условиям работы в холоднопрессовых цехах.

5. Повышение качества продукции. Равномерность нагрева и точный контроль температурного режима при электронагреве позволяют обеспечить однородные структуру и свойства металла, сократить тепловые виды брака и увеличить точность размеров поковок за счет уменьшения колебания величины усадки при их остывании.

6. Отсутствие необходимости в тщательной очистке поковок; экономия времени на очистку заготовок от окалины перед штамповкой; простота обслуживания нагревателей; удобство применения защитных атмосфер в нагревательных индукторах и т. д.

1.5 ВЫБОР СПОСОБА ШТАМПОВКИ

Учитывая приведенные выше преимущества штамповки на КГШП, а, также учитывая конструктивные особенности детали - тело вращения ступенчатой формы, диаметрального размера в плане, можно сделать вывод о том, что для изготовления данной детали оптимальным вариантом будет применение технологии горячей штамповки на КГШП в открытом штампе, с применением индукционного нагрева, так как это позволит увеличить коэффициент использования материала и производительность, а также позволит исключить обязательное участие в процессе высококвалифицированного рабочего.

Последовательность технологических операций для изготовления поковки детали втулка приведена ниже. Разделка сортового проката на заготовки для штамповки на сортовых ножницах. Нагрев заготовки до ковочных температур в индукционном нагревателе. Штамповка на КГШП за два перехода включающая в себя предварительную осадку и основную формообразующую операцию. Обрезка облоя и пробивка отверсия. Контрольные операции. Маркировка.

2. КОНСТРУИРОВАНИЕ ПОКОВКИ

Исходной информацией для разработки чертежа поковки является чертеж детали с указанными на нем размерами, предельными отклонениями размеров, шероховатостью поверхностей, маркой материала и установленными базами.

2.1 ВЫБОР ПОВЕРХНОСТИ РАЗЪЕМА ШТАМПА

Поверхность разъема – это поверхность, по которой сопрягаются верхняя и нижняя часть штампа. При выборе положения разъема необходимо выполнить условия:

- поковка должна свободно извлекаться из верхней и нижней половины штампа, для чего линия разъема располагается в плоскости сечения поковки с наибольшим периметром, что обеспечивает наименьшую глубину и наибольшую ширину ручья, облегчает очистку ручья от окалины;

- взаимное расположение поверхности разъема и поковки должно исключать поднутрения на боковых поверхностях поковки;

- ручьи ориентируют таким образом, чтобы их заполнение осуществлялось за счет осадки, а не выдавливания;

- должна быть обеспечена возможность контроля сдвига штампа, удобство визуального осмотра;

- не должно быть перерезания волокон;

- поверхность разъема должна быть расположена так, чтобы обеспечить более экономичную обработку ручьев штампа, а также простейшую конфигурацию обрезной матрицы.

Учитывая эти рекомендации, а также результаты программы «RAZ UKL», наружную поверхность разъема принимаем на расстоянии 29,5 мм от нижнего, контура детали. Внутренняя поверхность на расстоянии 22,7 мм от нижнего контура детали.

2.2 ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

Деталь: «втулка»

Штамповочное оборудование – КГШП.

Нагрев заготовок индукционный.

Исходные данные по детали:

Материал – Сталь 45, сталь качественная, конструкционная, углеродистая.

Масса детали – 1,87кг.

Исходные данные для расчета:

1.Масса поковки (расчетная)

величина расчетной массы детали вычисляется по формуле:

Gпр = Gд * Кр; (1)

где Gпр – расчетная масса поковки;

Кр =1,5…1,8 – расчетный коэффициент [3,стр31];

Мпр =1,87 * 1,8 = 3,36.

2.Класс точности – Т4 [3,стр28,табл.19], так штамповка на КГШП, в открытом штампе.

3.Группа стали – М2. [3,стр.8,табл.1].

4. Степень сложности

размер описывающей фигуры (цилиндр), мм:

диаметр 142*1,05=149,1мм;

высота 50*1,05=52,5мм.

Масса описывающей фигуры:

m = V*ρ; (2)

где V – объем описывающей фигуры, мм;

ρ – плотность стали, равная 7,85 г/см3.

Объем описывающей фигуры находится по формуле (3):

V = π*d2 /4* h; (3)

где d – диаметр описывающей фигуры;

h – высота описывающей фигуры.

V = 3,14*149,12 /4*52,5=916187 мм;

m = 916187 * 7,85 * 10-6 = 7,19 кг.

Степень сложности детали определяется по отношению Gп / Gф, где Gп – расчетный вес поковки, Gф – вес описанной фигуры. В данном случае это отношение будет иметь вид:

Gп / Gф = 3,36 / 7,19 = 0,467.

 Скачать реферат