рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Конструирование горячештампованных поковок.

Конструирование горячештампованных поковок. - раздел Образование, Обработка металлов давлением Назначение Допусков И Припусков. 1. При Конс...

Назначение допусков и припусков.

1. При конструировании горячештампованной поковки назначаются технологические напуски, припуски на механическую обработку, допуски на размеры поковки, радиусы закруглений, технологические уклоны, определяются размеры исходной заготовки.

Припуски на механическую обработку и допуски размеров поковки назначают в зависимости от массы поковки, размеров детали, вида оборудования, класса точности поковки, степени сложности поковки, материала и шероховатости поверхности согласно ГОСТ 7505-89.

Горячештампованные поковки по точности делятся на 5 классов: Т1, Т2, Т3, Т4, Т5. Класс точности зависит от вида оборудования и тех процесса штамповки.

 

Оборудование, технологические процессы Класс точности
Т1 Т2 Т3 Т4 Т5
Кривошипные горячештампованные прессы: открытая штамповка         +   +
закрытая штамповка   + +    
Выдавливание     + +  
Горизонтально-ковочные машины       + +
Прессы винтовые, гидравлические       + +
Горячештампованные автоматы   + +    
Штампованные молоты       + +
Калибровка объемная + +      
Прецензионная штамповка +        

По группе стали поковки делятся на 3 группы М1, М2, М3:

М1 – сталь с содержанием углерода до 0,35% и легирующих элементов до 2%.

М2 – сталь с содержанием углерода свыше 0,35 % до 0,65 % или легирующих элементов свыше 2 % до 5 %.

М3 – сталь с содержанием углерода свыше 0,65 % или легирующих элементов свыше 5 %.

По сложности формы поковки делятся на 4 степени сложности: С1, С2, С3, С4, где С – отношение массы (объема) поковки к массе (объему) простой геометрической фигуры, в которую вписывается поковка: 0,63 < С1; 0,32 < С2 ≤ 0,63; 0,16 < С3 ≤ 0,32; С4 ≤0,16.

Ориентировочную величину расчетной массы поковки допускается вычислять по формуле:

Мп = Мдр,

где Кр – коэффициент, учитывающий припуски и напуски (ГОСТ 7505-89).

 

2. Правила оформления чертежа горячештампованной поковки:

1) Чертеж поковки рекомендуется составлять в масштабе 1:1.

2) Контуры готовой детали на чертеже поковки следует вычерчивать штрихпунктирной или тонкой линией.

3) Размеры готовой детали можно проставить в скобках под размерами поковки.

4) Размерные линии для нанесения размеров поверхностей с уклонами проводят от вершин уклонов.

5) Необходимо указать установочные базы для обработки резанием и от них проставить размеры с допусками.

 

3. Конструирование наметки под прошивку.

При штамповке в штампах с одной поверхностью разъема нельзя получить сквозные отверстия в поковке, поэтому делают только наметку отверстия с перемычкой, удаляемой в последствии на обрезном штампе.

Толщина плоской перемычки может быть определена по формуле:

S = 0,45√(dоп – 0,25h⁄2 – 5) + 0,6√(h/2) ,

где: dоп – диаметр отверстия поковки;

h – высота (толщина) поковки

 
 

 


 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Если глубина прошивки h/2 меньше диаметра прошиваемого отверстия в 2,5 раза и более, то проштамповать плоскую наметку трудно. В таких случаях для облегчения раздачи детали в стороны рекомендуются вместо плоских перемычек с раскосом, у которых Smin = 0,65S, а Smax = 1,35S; d1 = 0,12 dоп + 3 мм; r1 = r + 0,1 h/2 + 2 мм, где r – внутренний радиус закруглений длинной поковки.

Для получения тонких перемычек в их центре проектируется магазин. При этом радиус закругления r2 должен быть вдвое меньше радиуса в предварительном ручье r1, а размеры b и h3 определяются как для нормального заусенца для данной поковки.

 

 

4. Расчет заусенечной канавки штампа.

Наиболее часто применяются канавки следующего типа:

 

 

 

 

 

 

 

 

Для кривошипных прессов

 

Заусенечная канавка имеет пережимной мостик, предназначенный для облегчения обрезки облоя.

Толщина пережимного мостика определяется по формуле:

h3 = 0,015 dнп ,

где: dнп - наружный диаметр поковки.

Размеры канавки перемычки нормализованы и выбираются по таблице:

 

h3 h1 b b1 Площадь сечения заусенечной канавки, см2
0,6 0,52
0,8 0,69
1,0 0,80
1,6 3,5 1,02
1,36
2,01
2,68
3,43

 

 

5. Определение размеров исходной заготовки.

Объем заготовки определяется по формуле:

Vзаг = (Vп + Vз + Vпер)*(100+δ)/100 ,

где Vп – объем поковки, см3;

Vз – объем заусенца, см3;

Vпер – объем перемычки, см3;

δ – угар, %.

δ = 0,3 % … 1,0 % при нагреве в электропечах;

δ = 2 % … 3 % при нагреве в пламенных печах.

Объем заусенца:

Vз = КSз Рп ,

где: Sз – площадь сечения канавки для заусенца;

Рп – периметр поковки по разъему штампа;

К – коэффициент заполнения канавки (К = 0,5).

Объем перемычки для круглого отверстия:

Vпер = (π d2оп )/4 * S.

Зная объем заготовки, определяют ее размеры, пользуясь тремя уравнениями для случаев, встречающихся на практике:

1. Если известен диаметр заготовки ( в результате разработки переходов тех. процесса), например, когда заготовка перед штамповкой протягивается и диаметр исходной заготовки Дзаг берут по площади максимального сечения поковки плюс площадь облоя (ближайший больший по сортаменту), то

Lзаг = 1,273 Vзаг/ Д2заг (1)

2. Если известна длина, как, например, у поковок удлиненной формы, не имеющих резких переходов и штампуемых , то:

Дзаг = 1,13 √(Vзаг/ Lзаг ) (2)

3. Если поковки штампуются на торец, то:

Дзаг = 1,08 3√ (Vзаг/m), (3)

где m = Lзаг / Дзаг = 1,5 ÷ 2,5

6. Особенности расчета заготовки для безоблойной штамповки.

Порядок расчета:

1) Предварительно на размеры поковки назначают такие допуски, чтобы отклонение объема поковки, вызванные отклонением горизонтальных и вертикальных размеров, были одинаковыми;

2) Определяют расчетный объем поковки по максимально изношенному штампу (т.е. с max размерами);

3) По максимальному размеру поковки с учетом угара определяют наименьший размер заготовки;

4) По наименьшим размерам заготовки устанавливают линейные положительные допуски на резку и положительные отклонения объема (веса) заготовки;

5) для учета отклонений объема заготовки устанавливают дополнительные допуски на вертикальные размеры поковки, которые прибавляют к вертикальным допускам на поковку, установленным ранее в зависимости от износа штампа.

Если в безоблойной штамповке предусмотрены полости для поглощения излишков металла, вызванных неточностью размеров заготовки, то п.5 отпадает;

6) По наименьшему объему заготовки по формулам 1, 2 или 3 определяют наименьшие размеры заготовки, учитывая, что заготовка должна свободно укладываться в ручей штампа в нагретом состоянии и при этом должно быть обеспечено ее надежное центрирование.

 

 

Штамповка на кривошипных горячештамповочных прессах.

Особенности штамповки на кривошипных прессах.

Основные особенности штамповки на КГШП по сравнению со штамповкой на молотах – это жесткость станины пресса при постоянной длине хода, безударный характер нагрузки и наличие выталкивающих устройств.

Поэтому штамповка на КГШП имеет следующие преимущества:

1) Наличие выталкивателей позволяет уменьшить штамповочные уклоны до 10 ÷ 30, а в некоторых случаях вовсе отказаться от них.

2)Жесткая конструкция пресса, надежное направление ползуна, постоянство хода пресса, направляющие колонки и втулки штампа позволяют повысить точность поковок. Припуски и допуски при штамповке на КГШП уменьшаются на 20 ÷ 35 % по сравнению со штамповкой на молоте.

3) Высокая производительность КГШП по сравнению с молотом объясняется уменьшением числа ходов, требующихся для штамповки, которое всегда равно количеству ручьев штампа.

4) КГШП дают возможность осуществлять штамповку выдавливанием, которая позволяет изготовлять поковки с высокими механическими свойствами и очень близкими размерами к чистовой детали.

5) Постоянство хода КГШП обеспечивает одинаковую степень обжатия, а постоянство скоростей хода ползуна для соответствующих углов поворота коленчатого вала – одинаковую скорость деформации при тех же углах поворота. Это обеспечивает стабильность размеров и механических свойств.

6) Высокая стойкость штампов кривошипных прессов объясняется малым временем пребывания горячего металла в ручье штампа; безударным характером деформации; применением выталкивателей, исключающих застревание поковок в штампах; составной конструкцией прессовых штампов, позволяющих каждому ручью работать до полного износа.

7) При штамповке на молоте штамповщик должен регулировать количество и силу ударов, что требует высокой квалификации. При штамповке на КГШП точность обеспечивается настройкой штампа и пресса, поэтому требуется менее квалифицированный штамповщик.

8) Экономический (приведенный к энергии топлива) коэффициент полезного действия штамповочного молота около 3 %, а КГШП – в два раза выше (6÷8 %).

Недостатки штамповки на КГШП:

1) Стоимость КГШП в 3-4 раза выше стоимости молота;

2) Возможность заклинивания и поломки прессов при крайнем нижнем положении ползуна;

3) Меньшая универсальность пресса – из-за жесткого хода ползуна не применяют протяжку и подкатку заготовок;

4) Необходимость очистки заготовок перед штамповкой от окалины;

5) Необходимость применения большего числа ручьев из-за худшего заполнения глубоких полостей;

6) Более сложная конструкция штампов.

Особенности течения металла при штамповке на КГШП.

Законы течения металла при штамповке на молоте и КГШП неодинаковы. При штамповке на молоте заполнение полости ручья штампа происходит за несколько ударов с большими скоростями, при штамповке на КГШП за одно нажатие.

При штамповке на молоте вследствие больших скоростей более интенсивному деформированию подвергаются верхние слои металла, поэтому заполнение верхнего ручья штампа происходит быстрее, чем нижнего.

При штамповке на прессе деформация охватывает сразу весь объем металла. Объемы металла, прилегающие к поверхности штампа, быстро охлаждаются, в результате чего происходит интенсивное течение металла от центра к периферии. Поэтому ручей может оказаться незаполненным из-за чрезмерного вытекания металла в облой. Наиболее рациональным средством предотвращения вытекания металла в облой и более интенсивного заполнения ручья прессового штампа является увеличение количества ручьев с целью постепенного приближения формы заготовки к форме поковки. Другим способом является уменьшение канавки и увеличение его ширины.

 

Конструкция прессовых штампов.

Безударный характер нагрузки на КГШП позволяет применять штампы со следующими конструктивными особенностями по сравнению с молотовыми штампами:

1) Штампы изготовляются сборными. Ручьи выполняются во вставках из инструментальных сталей. В каждой вставке, как правило, по одному ручью. Вставки устанавливаются в пакеты, изготовленные из конструкционной стали. Это позволяет:

а) экономить дорогостоящую инструментальную сталь;

б) производить замену изношенных вставок поотдельности;

в) снизить себестоимость изготовления штампа.

2) Пакеты выполняются с направляющими колонками, что позволяет надежно центрировать верхние и нижнее части ручьев.

3) Пакеты можно крепить не за счет “ласточкиного хвоста”, а при помощи болтов. Это упрощает конструкцию крепления и облегчает настройку штампа.

4) Прессовые штампы имеют выталкиватели для удаления поковки. Это позволяет уменьшить величину уклонов и дает возможность автоматизации производственного процесса.

В штампах КГШП предусматривают заготовительные и штамповочные ручьи. К Заготовительным штампов КГШП относят пережимной, формовочный, гибочный ручьи и площадку для осадки. К штамповочным ручьям относят предварительный, окончательный и заготовительно-предварительный ручей. Ручьи конструируют с учетом основных особенностей горячей штамповки на прессах:

- поверхности разъема вставок не должны соприкасаться при штамповке. Между верхней и нижней вставками необходим зазор не меньше толщины заусенца;

- на вставке, как правило, располагают только один ручей;

- размеры ручьев надо взаимно увязывать так, чтобы в окончательном ручье деформация шла, по возможности, осадкой, а не выдавливанием.

 

Штамповка на КГШП выдавливанием.

Кривошипные прессы дают возможность осуществлять прогрессивный технологический процесс штамповки выдавливанием, который позволяет изготовлять поковки с высокими механическими свойствами и близкими по форме и размерам к готовой детали. Существует прямой, обратный и комбинированный способы выдавливания.

При прямо выдавливании

металл пуансоном перемещается

из полости матрицы сквозь имею-

щиеся в ней отверстие. При этом

весь объем заготовки перемещается

к рабочему отверстию и трение ме-

тала о стенки полости приводит к значи-

тельной неоднородности деформации.

При обратном выдавливании металл

вытесняется через отверстие в пуансоне. При этом

в каждый данный момент процесса деформи-

руется лишь часть заготовки, находящаяся

в непосредственной близости к рабочему

отверстию.

При обратном выдавливании происходит одновременное течение металла в обоих направлениях.

Разновидностью выдавливания является закрытая прошивка. При закрытой прошивке обрабатываемый металл

вытекает в концевой зазор между пуансоном и

матрицей.

Параметры выдавливания:

- коэффициент вытяжки

λ = F/f

- коэффициент обжатия

q = f/F = 1/λ

- степень деформации или относительное обжатие δ = (F-f)/F = 1 – f/F = 1 – 1/λ

- скорость истечения металла из очка матрицы ω = FV/f

где: F – площадь поперечного сечения контейнера,

f – площадь поперечного сечения очка матрицы (или хвостовика, получаемого выдавливанием),

V – скорость движения пуансона, м/сек.

При выдавливании литых заготовок из цветных металлов степень деформации δ должна ровняться 80 ÷ 85 %, для остальных поковок 15 ÷ 95 %.

Штамповку за один переход без образования торцевого облоя можно осуществлять при λ ≤ 7,5 ÷ 8,5. При большем λ штамповку следует производить за 2 перехода.

 

Устройство и принцип работы КГШП.

КГШП выпускаются с усилием от 630 до 10000 т. для штамповки поковок, требующих усилий более 10000 т, применяют гидравлические штамповочные прессы.

КГШП имеют следующие основные узлы: станина, главный и приводной валы, ползун и шатун, стол пресса, муфту выключения, тормоз, верхний и нижний выталкиватели, электродвигатель, систему смазки, систему управления.

Рабочие части пресса приводятся в движение от электродвигателя (1), установленного на станине пресса. При помощи клиноременной передачи от шкива (2) движение передается маховику (3), укрепленному на валу (5). Маховик оборудован фрикционным предохранительным устройством, не допускающим перегрузки вала. Для остановки маховика предусмотрен

вспомогательный

тормоз (4), автоматически включающийся после выключения электродвигателя. Вал (5) вращает шестерню (6), которая сцеплена с шестерней (7), приводящей в движение коленчатый вал (9), перемещающий при помощи шатуна (11) ползун (12). Включение кривошипно-шатунного механизма осуществляется пневматической муфтой (8), которая управляется ножной педалью. После выключения муфты кривошипно-шатунный механизм останавливается ленточным тормозом (10).

Кинематическая схема КГШП

Верхняя половина штампа крепится к ползуну, нижняя – к столу (13), снабженному двухклиновым устройством для регулирования высоты штампового пространства.

 

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Обработка металлов давлением

Виды процессов обработки давление... Нагрев металла перед обработкой давлением Температурный интервал обработки...

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Конструирование горячештампованных поковок.

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Виды процессов обработки давление
Основными видами обработки металлов давлением являются: прокатка, прессование, волочение, ковка и штамповка. Прокатка – осуществляется обжатием металла между вращающимися валками п

Температурный интервал обработки давлением.
При определенных температурах пластичные материалы обладают высокой пластичностью и низким сопротивлением деформированию. Эти температуры имеют верхний и нижний пределы, между которыми лежит темпер

Нагревательные устройства.
Для нагрева заготовок применяют следующие основные способы: - пламенный обыкновенный (газовый или нефтяной) - пламенный скоростной (газовый) - электрический камерный

Окалинообразование и обезуглероживание при нагреве в пламенных печах.
  Окалинообразование происходит по следующим реакциям:

Режим нагрева заготовок в пламенных печах.
  При нагреве стальных заготовок под ковку и штамповку должны быть обеспечены: -требуемая температура; -равномерное распределение температуры по поверхности и по сеч

Охлаждение и термообработка поковок.
  Скорость охлаждения влияет на величину термических напряжений, которые в случае быстрого охлаждения могут вызвать наружные трещины. Кроме того, при переходе через критический интерв

Сущность процесса прокатки.
  При прокатке металл обжимают между вращающимися валками. При этом толщина полосы уменьшается, а ее длина и ширина увеличиваются. Разность между исходной

Инструмент и оборудование для прокатки.
Инструментом для прокатки являются валки, которые в зависимости от прокатываемого профиля могут быть гладкими (для прокатки листов, лент), ступенчатыми (для прокатки полосовой стали) и ручье

Прокатка бесшовных и сварных труб.
Прокатка бесшовных труб: - первой операцией является прошивка – образование отверстия в заготовке в горячем состоянии. При вращении разносных валков в металле возникают радиальные рас

Волочение.
Волочение – процесс протягивания проволоки, прутка или трубы через отверстие фильеры (волочи), имеющей несколько меньшее сечение, чем исходная заготовка. Волочению в холодном состо

Прессование.
Прессование- процесс выдавливания находящегося в контейнере металла через выходное отверстие матрицы. Прессование обычно применяют для обработки цветных металлов и сплавов, но иногда применя

Инструмент для свободной ковки.
а)Основной 1. Бойки: плоские вырезные 2.Плиты для осадки и прошивки:

Дефекты ковки.
Причинами брака могут быть дефекты исходного материала, дефекты заготовок при нагреве, а также дефекты, вызванные отклонениями от установленного технологического процесса. Причиной брака могут быть

Горячая объемная штамповка.
Горячая объемная штамповка – это вид обработки металлов давлением, при котором деформация нагретого металла со всех сторон ограничена рабочей поверхностью инструмента (штампа).

Устройство штамповочного паровоздушного молота двойного действия.
Паровоздушные молоты работают либо паром под давлением 7¸9 атм, либо сжатым воздухом под давлением 6¸7 атм. Молот состоит из рабочего цилиндра 28, в котором перемещается поршен

Фрикционные молоты с доской.
Эти молоты относятся к механическим молотам простого действия, т.е. у них сила трения между роликами и доской используется только для подъема падающих частей. Преимущество такого молота заключается

После кантовки на 90° заготовку укладывают в штамповочный ручей.
Ручьи 3-го вида служат для увеличения размеров заготовки за счет уменьшения ее высоты (осадкой) или толщины (расплющиванием) и имеют две группы: 1. Площадка для осадки – п

Технологические требования к конструкции.
1. Уклоны. Уклоны в горячештампованной поковке назначают для того, чтобы ее можно было легко вынуть из штампа. Если по конструктивным соображениям уклоны в детали желатель

Штамповка на горизонтально-ковочных машинах (ГКМ).
Особенности штамповки на ГКМ. Горизонтально ковочные машины представляют собой горизонтальные КГШП усилием 100 – 3150 т. Кроме главного ползуна они снабжены зажимным ползуном, движу

Холодная объемная штамповка.
В промышленности применяют две основные технологические схемы холодной объемной штамповки: 1 схема состоит из четырех этапов: 1. разделка проката на мерные заготовки; 2.

Листовая штамповка.
Классификация операций листовой штамповки. Листовая штамповка – процесс получения из листа, ленты, полосы изделий плоской или пространственной формы без существенного изменения толщ

Определение размеров заготовок для вытяжки деталей имеющих форму тел вращения.
Диаметр заготовки определяют из условия равенства площадей: Отсюда:

Определение деформирующего усилия и усилия прижима при вытяжке цилиндрических деталей.
Для вытяжки без разрушения детали необходимо усилие, которое можно определить по приближенной формуле: , где

Определение числа переходов и размеров полуфабрикатов при вытяжке цилиндрических деталей.
Если известны допустимые коэффициенты вытяжки для первого и последующих переходов, диаметры полуфабрикатов по переходам легко определяются по формулам:

Вытяжка цилиндрических деталей с утонением стенки.
Стенки изделия, полученного вытяжкой, имеют переменную по высоте толщину. У открытого края она составляет примерно (1.3 1.4)

Смазка при вытяжке.
Для малоуглеродистой стали: 43% веретенного масла, 8% рыбьего жира, 15% графита, 8% олеиновой кислоты, 5% серы, 6% мыла, 15% воды. Чтобы исключить из состава смазки графит, который трудно

Отжиг, травление и обезжиривание при вытяжке.
При вытяжке происходит упрочнение (наклеп) материала, которое удаляется промежуточным отжигом. Для тонколистовой стали (S>2мм) температура отжига

Правка, рельефная формовка.
Правкой называется штамповочная операция, при которой происходит выправка неровной поверхности изделия между гладкими или насеченными поверхностями штампа. В большинстве случаев она следует за выру

Отбортовка.
При отбортовке отверстий деформируемая часть заготовки находится в плосконапряженном состоянии и объемно-деформируемом.

Формовка, обжим, раздача.
Формовка – штамповочная операция, при которой происходит изменение формы предварительно вытянутого изделия с целью получения окончательного профиля или более точных размеров изделие. Применяется, к

Вырезка неметаллических материалов.
Исходя из технологических условий штамповки неметаллические материалы можно разделить на следующие группы: 1 Материалы повышенной хрупкости: слюда, меканид, органическое стекло, гетинакс,

Вытяжка и формовка неметаллических материалов.
Большинство неметаллических материалов подвергается вытяжке и формовке в нагретом состоянии, фибра вытягивается в увлажненном состоянии. Перед вытяжкой заготовки из текстолита нагревают до

Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги