Основная часть

2. Основная часть

2.1 Процесс получения поковок горячей объемной штамповки

Горячая объемная штамповка – вид обработки металлов давлением, при котором формообразование поковки производят из нагретой заготовки в специальном инструменте – штампе. Штамп представляет собой металлическую разъёмную форму, изготовленную из высоколегированной штамповой стали. В конечный момент штамповки, когда обе половины штампа сомкнуты, они образуют единую замкнутую полость – ручей, соответствующий по конфигурации штампуемой поковки.

В зависимости от типа штампа различают поковку в открытых и закрытых штампах.

Штамповка в открытых штампах (рис.1а). Отрытыми называют штампы, у которых вокруг всего внешнего контура штамповочного ручья имеется специальная облойная канавка 2, которая соединена тонкой щелью 1 с полостью 3, образующей поковку. В процессе штамповки в канавку в конечный момент деформирования вытесняется избыточная часть металла, находящаяся в полости и образующая по контуру поковки облой (заусенец). Образование заусеница приводит к некоторому увеличению отходов металла, но зато позволяет не предъявлять высоких требований к точности заготовок по массе. Штамповкой в открытых штампах можно получать поковки всех типов.

1

2

 

 

 3 4

а) б)

Рис.1 Схема штамповки в штампах:

а – открытый; б – закрытый

Штамповка в закрытых штампах(рис.1б ). Закрытыми называют штампы, в которых полость штампа 4 в процессе деформирования остается закрытой. Образование заусеница в них не предусмотрено. При штамповке в закрытых штампах необходимо, чтобы строго соблюдались равенство объемов заготовки и поковки. Поэтому прочес получения заготовок усложняется, так как при отрезке должна обеспечиваться высокая точность заготовки по массе. Наиболее часто в закрытых штампах получают поковки, штампуемые вдоль оси заготовки (осадкой в торец) круглые и квадратные в плане типа колец, втулок, шестерен, поршней, стержней с фланцем и другие.

Разработка схемы технологического процесса

В разработку схемы технологии горячей объемной штамповки входит проектирование поковки, определение массы, вида и размеров исходной заготовки, определение температурного интервала горячей обработки давлением, расчет действующих условий при штамповке. Схема технологического процесса в основном определяется конфигурацией и размером детали, которую следует получить. По чертежу детали составляют чертеж поковки.

Проектирование поковки.

 øD1

  

 

øD3

øD2

Поковка относится к группе поковок, штампуемых вдоль оси заготовки (штамповка в торец), круглых в плане. Для получения поковки такого типа применяем штамповку в закрытом штампе. Плоскость разъема штампа выбираем по нижнему торцу диска детали (диаметр D2, высотой Н).

1.  Определение массы, вида и размеров исходной заготовки.

1.1  Определяем массу детали, кг:

G_д = V_д 10^-3 ρ10^-3 ,

Где V_д – объем детали;мм³ ,ρ плотность сьали, 7,8г/ см³

Объем детали рассчитывается как сумма объемов трех ее частей:

V_д= V₁+ V₂+ V₃ = π/4 (D₁H1 + D₂H₂ + D₃H₃).

В связи с незначительной величиной предельных отклонений размеров расчет проводим по номинальным размерам детали, мм: V_д = 3,14/4(75² *15+ +125²*20+70²*40)= 469035

G_д= 469035*10^-3*7,8*10^-3=3,6

1.2  1.2 Припуски и допуски выбираем по табличным данным:

D₁ 75… 1.5; Н₁ 15… 1,4;

D₂ 125… 2,1; Н₂ 40… 1,4;

D₃ 70… 1,5; Н₃ 20… 2,2;

Допуски на размеры детали:

D_1п =75^+1,6_-0,8 Н_1п =15^+1,5_-0,7

D_2п =125^+1,7_-0,9 Н_2п =40^+1,5_-0,7

D_3п = 70^+1,6-0,8 Н_3п =20^+1,5_-0,7

D_4п = 15^+1,5_-0,7

1.3  Определяем расчетную массу поковки:

G_п = 1,25*G_д=1,25*3,6=4,5

1.4  Припуски и допуски выбираем по табличным данным:

D₁ 75… 1.5; Н₁ 15… 1,4;

D₂ 125… 2,1; Н₂ 40… 1,4;

D₃ 70… 1,5; Н₃ 20… 2,2;

Размеры поковок, мм:

D_1п 75+2*1,5=78; Н_1п 15+1,4=16,4

D_2п 125+2*2,1=129,2; Н_2п 40+2*1,4=42,8

D_3п 70+2*1,5=73; Н_3п 20+2,3=22,3

Допуски на размеры поковки:

D_1п =78^+1,6_-0,8 Н_1п =16,4^+1,5_-0,7

D_2п =129,2^+1,7_-0,9 Н_2п =42,8^+1,5_-0,7

D_3п = 73^+1,6-0,8 Н_3п =22,3^+1,5_-0,7

Штамповочные уклоны α принимаем 7˚.

Радиусы закруглений r внешних углов r1=2; r2=2,5; r3=2.

Внутренний радиус принимаем 10 мм.

1.5  Определяем массу поковки, кг:

G_п = V_п 10^-3 ρ10^-3

Где V_п – объем поковки, мм³

Объем поковки рассчитывается как сумма объемов трех ее частей, каждая из которых имеет форму усеченного конуса, мм³:

V_п = V_1п+ V_2п+ V_3п.

 r_1п

Расчет ведем по минимальным горизонтальным и

h_1п 7˚максимальным вертикальным размерам, мм.

R_1п

Объем усеченного конуса определяется по формуле, мм²

V_1п = π/3 Н_1п(R²_1п + r²_1п + R_1п * r_1п)= 3,14/3*17,9(40,8²+38,6²+40,8*38,6)

 R_1п= r_1п* Н_1п tg7˚= 38,6+17,9*0,12228=40,8

V_1п = 88044

V_2п = π/3 Н_2п(R²_2п + r²_2п + R_2п * r_2п)= 3,14/3*44,3(69,6² +64,15² +69,6²+64,15)

R_2п= r_2п* Н_2п tg7˚= 64,15+44,3*0,12228=69,6

V_2п =617513

V_3п = π/3 Н_3п(R²_3п + r²_3п + R_3п * r_3п)= 3,14/3*23,8(41,5²+38,6²+41,5*38,6)

R_3п= r_3п* Н_3п tg7˚=38,6+23,8*0,12228=41,5

V_3п =118905

V_п =88044+617513+118905=824462

G_п=824462*10^-3*7,8*10^-3=6,4

Расчет массы поковки после выполнения ее чертежа показывает, что масса поковки после назначения всех припусков, допусков и уклонов остается в прежнем табличном диапазоне, и пересчета не требует.