Разработка технологии изготовления штампованной поковки

Проверяем 20 штук заготовок на выполнение условия.Длина опорного конца приблизительно равна:Длину некратности можно определить по формуле:Так как условие не выполняется ,принимаем количество изготовленных заготовок 19 штук.Некратность составляет:Определяем норму расхода металла:Определим коэффициент использования материала и поковки соответственно:Определим коэффициент раскроя:3.4 Обоснование выбора оборудованияПри штамповке некруглых в плане поковок в открытых штампах необходимую для штамповки массу падающих частей молота определяют по формуле:где – предел текучести материала поковки при заданной температуре, при температуре; – приведенный диаметр поковки; – ширина мостика облойной канавки, ; – толщина мостика облойной канавки, ; – длина поковки в плане, ; – средняя ширина поковки в плане.Приведенный диаметр поковки рассчитывается по формуле:где – площадь поковки в плане, которая определена с помощью программы «KOMPAS 3D» и составляет .Средняя ширина поковки в плане определяется по формуле:Тогда:Таким образом, согласно справочным данным для штамповки следует использовать молот М1340 с массой падающих частей 1000кг и энергией удара 25 кДж.3.5 Расчет параметров отделочных операций и силы отрезкиНеобходимая сила обрезки или пробивки может быть определена по формуле:где S – действительная толщина среза облоя или перемычек;L – периметр среза.Толщина среза облоя:где z – величина, определяемая по номинальному значению толщины облоя (перемычки) и радиусов скругления;n – возможнаянедоштамповка (принимают равной половине положительного допуска); - износ выступа под наметку в штампе (2…5 мм. Для облоя 0 мм).Величина для перемычки и для облоя, а толщина среза облоя и перемычек равна соответственно:Для определения фактической толщины при обрезке и пробивке необходим чертеж горячей поковки, получаемой после штамповки в окончательном ручье.Обрезку облоя для поковки следует осуществлять в нагретом состоянии сразу после штамповки в окончательном ручье. Принимаем, что температура поковки после штамповки в окончательном ручье снижается до 800°С, тогда σв = 98МПа. Периметр для обрезки облоя, а периметр для обрезки перемычки . В результате получаем силу обрезки облоя и перемычки соответственно:Для операции обрезки был выбран обрезной однокривошипный закрытый пресс К9532 с номинальной силой 1600 кН.3.6 Выбор заготовительных и штамповочных ручьевДля каждой группы, подгруппы и типа молотовых поковок есть свой характерный набор ручьев, применяемый для их изготовления. Поковка принятой детали относится к I группе 1-й подгруппы типа А. Согласно общим рекомендациям [2-3] для таких поковок следует применять подкатныеоткрытый и закрытый, формовочный, протяжной, предварительный и окончательный ручьи.Для принятых размеров поковки и заготовки, а также согласно расчетом достаточно использовать подкатной открытый, формовочный и окончательный ручьи.Эскиз зеркала штампа представлен на рисунке 7.Рисунок 7 – Зеркало штампа: 1 – подкатной открытый ручей; 2 – формовочный ручей;3 – окончательный ручей3.7 Определение времени нагрева и термообработкиТемпературный интервал штамповки стали 40Х составляет 1250…800°С. Нагрев заготовок от нормальной температуры до температуры штамповки, с учетом выдержки для выравнивания температуры по сечениям, состоит из трех этапов:1-й период – возникновение температурных напряжений;2-й период – форсированный нагрев заготовки с переходом в пластическое состояние;3-й период – выдержка заготовки (выравнивание температуры по сечениям).Общее время нагрева можно определить как:где τ1, τ2, τ3 – время нагрева заготовки на первом, втором и третьем этапах, соответственно.Упрощенный расчет, проведенный посправочным рекомендациям, показал следующие результаты:время нагрева заготовки до температуры 700…750°С (первый этап) составляет:где d – диаметр нагреваемой цилиндрической заготовки, см;время нагрева заготовки до температуры 1100…1250°С (второй этап) составляет при одиночном расположении заготовок на поде печи ≈ 10 мин., а при расположении вплотную ≈ 20 мин;время выдержки заготовок при заданной температуре (третий этап) составляет ≈ 10мин.В результате общее время нагрева заготовки для последующей штамповки составляет:мин.После штамповки необходимо провести термическую обработку с целью улучшения обрабатываемости резанием и создания требуемых в соответствии с чертежом свойств детали. Для принятого материала поковки наиболее подходящий метод термической обработки –это нормализация. Нормализацию проводят при температуре 860°С в течение 2 часов.После термической обработки необходимо провести очистку поковок от окалины. Из-за сложной формы поковки очистку необходимо проводить дробью. Очистка дробью имеет массовый характер обработки. Обрабатываемые поковки не имеют отверстий малого диаметра. Обработка не влечет искажения размеров, повышает механически свойства на 40% на глубину 0,3…0,5 мм. Выбран дробеструйный аппарат 334М. Технические параметры аппарата приведены в таблице 6.Таблица 6 – Технические характеристики дробеструйного аппарата 334МПараметрыПоказателиОбъём рабочей камеры, л[дм3]140Рабочеедавление, МПа0,6Расход воздуха при непрерывной работе, 4,2Расход дроби на 1 т поковок, кг2,4…5,0Радиусдействияаппарата, мм3000Количествосопел, шт2Диаметрподводящеговоздуховода, мм50,8Диаметрсопла, мм8,0Мощностьэлектродвигателякомпрессора, кВт25,0Массаустановки, кг780,0ЗАКЛЮЧЕНИЕВ ходе работы проведена классификация поковки, таким образом, степень сложности поковки – С2,группа стали – М2, конфигурация поверхности разъема плоская, а исходный индекс поковки – 15.Кроме того, определены основные и дополнительные припуски, допуски на размеры поковки, а также допустимые отклонения формы поковки. В результате построены чертежи детали, холодной и горячей поковки. Определены масса заготовки и размеры из которой будет изготовлена поковка, которые составилиМзаг= 4,1 кг,dзаг= 60 мм,lзаг= 185мм.Определен коэффициент раскроя, который составил 98%.Масса падающих частей молота составляет561кг, а сила обрезки облоя и перемычек составляет361 кН и 340 кН соответственно.Назначен температурный режим штамповки: температура штамповки 1200 – 800 , время нагрева 35 мин. Вид последующей термической обработки – нормализация, способ очистки от окалины – очистка дробью.СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВГОСТ 7505-89 Поковки стальные штампованные. Допуски, припуски и кузнечные напуски.Ковка и штамповка: справочник. В 4 т. Т.2. Горячая объемная штамповка.под общ. ред. Е.Н. Семенова. М.: Машиностроение, 1986. 592 с.Ковка и штамповка: справочник. В 4 т. Т.1. Материалы и нагрев. Оборудование. Ковка.под общ. ред. Е.Н. Семенова. М.: Машиностроение, 1985. 568 с.Приложение А. Чертёж деталиПриложение Б. Чертёж холодной штамповкиПриложение B. Чертёж горячей штамповки