К выполнению контрольной темы № 2

При обработке металлов, давлением применяются различные технологические процессы с помощью которых получают как готовые изделия (например, рельсы, фасонный прокат, проволоку и т. д.), так и заготовки для деталей машин и различных металлических конструкций.

Для ответа, на вопросы 15 необходимо изучить как процессы свободной ковки, так и процессы штамповки, их разновидности уяснить их преимущества и недостатки, ознакомится с конструкцией штампов и оборудования [1, с. 119 — 144; 2, с. 278 — 287].

Приступая к решению задачи (вопросы 35), сначала разрабатывают маршрутную технологию, т.е. указывают последовательность технологических операций, начиная с получения заготовки и кончая готовой поковкой, а затем вычерчивают эскизы детали и поковки.

Чтобы выполнить эскиз поковки; необходимо назначить величину припусков на механическую обработку, технологические напуски и штамповочные уклоны. Припуски для горячей штамповки согласно ГОСТ 7505—74 выбирают в зависимости от массы поковки, ее размеров с учетом шероховатости обрабатываемых поверхностей. Приближенно величину припуска П, мм можно определить по формуле

П = 0,4 + 0,015h + 0,0015l,

где h и l - максимальные размеры поковки, мм. (h — по высоте, а l - по плоскости разъема штампа).

Напуск назначают в тех местах, которые не выполнимы при данном способе обработки. Например, отверстия диаметром до 30 мм при штамповке не выполнимы.

Штамповочные уклоны принимают в пределах 5—7° для наружных и 7—10° для внутренних поверхностей.

Назначив припуски, напуски и штамповочные уклоны, вычерчивают эскиз поковки и определяют ее массу. Поковка может быть изготовлена с отклонениями от номинальных размеров в пределах, допуска по ГОСТ 7504—74. Приближенно величину допуска принимают равной:

верхнее отклонение: (0,6 - 1,0)П;

нижнее отклонение (0,4 — 0,8)П.

Допуски на внутренние поверхности принимаются с обратными знаками.

Найденные значения допусков наносят на эскиз поковки.

Далее определяют, размеры облойной канавки. Высота перемычки мостика облойной канавки h₃, мм приближенно определяется по формулам:

а) для поковки произвольной формы в плане

где F_п - площадь проекции поковки на плоскость разъема штампа, мм²;

б) для поковки, квадратной в плане

h₃ = 0,015A_п,

где A_п — сторона поковки в плоскости разъема штампа, мм;

в) для поковки, круглой в плане

h₃ = 0,0133D_п,

где D_п — диаметр поковки в плоскости разъема штампа, мм.

Рис. 2. 1

Остальные размеры, (в том числе S₃ — площадь сечения облойной канавки) определяются конструктивно в зависимости от значения h₃ (рис. 2.1).

Облойная канавка заполняется металлом не полностью, массу облоя можно приближенно принимать равной 12 – 18 % от массы поковки.

3атем выбирают нагревательное устройство и устанавливают величину угара. Ориентировочно можно принять yгaр металла в % от массы поковки: при обычном нагреве в пламенных печах 2 — 3 (при первом нагреве); при скоростном нагреве в пламенных печах 1 — 1,5; при безокислительном нагреве в пламенных печахx 0,25— 0,30; при электронагреве 0,2-0,6.

Зная массу поковки, облоя и величину угара металла, определяют массу и размеры заготовки. Заготовкой при горячей штамповке, как правило, служит горячекатаный прокат круглого или квадратного сечения.

При выборе параметров заготовки, если применяется метод осаживания, отношение длины заготовки к ее диаметру должно быть равно:

l_заг/d_заг = 1,25 – 2,5.

Если применяется метод вытяжки заготовки, то поперечное сечение заготовки принимают равным максимальному сечению поковки, но с учетом стандартных размеров проката.

Затем нужно выполнять, эскиз чистового ручья штампа и определить массу падающих частей штамповочного молота (приближенно)

G = aF

где a - удельная масса падающих частей, принимаемая для молотов двойного действия и марок сталей, приведенных в табл. 2, равной 8 кгс/см²;

F — площадь проекции поверхности поковки на плоскость разъема штампа, включая площадь мостика канавки, см².

Пример решения задачи

Требуется разработать технологический процесс горячей штамповки шестерни (рис.2.2).

При получении поковки шестерни технологический процесс состоит из следующих операций: 1) резки заготовки на пресс-ножницах; 2) нагрева заготовки в пламенной печи; 3) осадки заготовки, а также черновой и чистовой штамповки на штамповочном молоте; 4) обрезки облоя в холодном виде на механическом прессе; 5) контроля ОТK.

При изготовлении поковки внутреннее отверстие выполнить нельзя. Приближенно объем поковки без учета облойной канавки, припусков на обработку составляет (при расчете по двум цилиндрическим частям V₁ и V₂)

V_{пр пок} = V₁ +V₂ = .

Чтобы определить приближенно массу поковки ориентировочно принимаем значение массы припусков и напусков равным 10 % от массы поковки. С учетом припусков и штамповочных уклонов объем поковки составит

V_пок = 1,1 V_{пр пок} = 1,1^.800 = 880 см².

Масса поковки

где g - плотность металла, г/см³.

Линию разъема штампа (из условий контроля соосности) принимаем по центру диска Æ 190 мм.

Пользуясь ГОСТом и методическими указаниями, назначаем припуски, напуски и допуски и проставляем их на эскизе поковки (рис. 2.2). Затем уточняем массу поковки. Если масса поковки выйдет за пределы значения массы (группы от 6 до 10 кг), по которому вначале определялся припуск, то необходимо назначить другие припуски и повторно определить массу поковки.

Определяем размеры облойной канавки.

Высоту перемычки мостика облойной канавки находим по формуле

h₃ = 0,0133D = 0,0133^.200 = 2,66 мм.

По данным табл.3 округляем h₃ до 3 мм и соответственно находим h₁ = 5 мм, R = 1,5 мм, b₃ = 10 мм, b₁ = 28 мм и S₃ = 201 мм². Полученные данные заносим на эскиз облойной канавки.

Массу облоя назначаем равной 12 % от массы поковки

G_обл = 0,12^.7 = 0,84 кг.

Масса поковки с облоем

G¢_пок = 7,84 кг.

Угар принимаем равным 3 %, исходя из условия нагрева в пламенной печи,

G_уг = 0,03^.7,84 = 0,23 кг.

Масса заготовки составит

G_заг = G_пок + G_обл + G_уг = 8,1 кг.

Для изготовления поковки выбираем круглый прокат при соотношении