Кузнечно-штамповочное производство

Таблица 3

Механические свойства при повышенных температурах.

Плотность 7850 кг/м³

Температурный интервал деформации 1260-7500С.

4. Анализ чертежа чистовой детали.

Деталь представляет собой цилиндр (высотой 30 мм, диаметром 60 мм ) с вертикальным отверстием (диаметром 20 мм) и четырьмя горизонтальными ступенчатыми отростками (большая часть диаметром 20 мм, длиной 5 мм, меньщая часть диаметром 15 мм, длиной 15 мм) с отверстиями в них (диаметром 5 мм). Объем детали равен объему цилиндра (d=60, h=30) + 4 объема цилиндра (d=15, h=15) +4 объема цилиндра (d=20, h=5) – объем отверстия (d=20, h=30) – 4 объема отверстий (d=5, h=40). Объем 89,13 см³, масса детали 0,7 кг (масса и объем посчитаны в программе SolidWorks2003). Материал – Сталь 20Х.

5.      Выбор технологической схемы штамповки и предварительный выбор типа оборудования.

Такую деталь возможно получать на двух видах оборудования (согласно классификации деталей и серийности производства): на кривошипном горячештамповочным прессе (КГШП) и на фрикционном прессе. В качестве заготовки будут использоваться цилиндры. Для более точного выбора необходимо выяснить на каком оборудовании получать деталь экономически наиболее выгодно (необходимо рассчитать КИМ и усилие штамповки). Для экономии металла на стадии нагрева будем использовать индукционную печь (в ней не происходит угара металла). Прежде чем выбирать технологическую схему, нужно определить, какой вариант штамповки будет применяться – открытый или закрытый. Из-за геометрии нашей крестовины штамповку не возможно получать в закрытом штампе, т.к. ее не возможно будет оттуда извлечь, поэтому штамповка будет производиться в открытом штампе. Геометрические размеры и форма детали позволяет нам получить штамповку за один переход. Линия разъема будет проходить по середине торцевой поверхности

6.      Преобразование чертежа чистовой детали в чертеж горячей штамповки.

Допуски – отклонение размера штамповки от номинального может быть обусловлено неточностью изготовления, недоштамповкой, износом ручья штампа и т.д. Допуски зависят от используемого оборудования, веса штамповки и её группы точности.

Припуск на механическую обработку включает основной, а также дополнительные припуски, учитывающие отклонения формы штамповки. Величины припусков следует назначать на одну сторону номинального размера штамповки.

Припуски обеспечивают после механической обработки требуемые размеры детали. Допуски и припуски устанавливаются в зависимости от конструктивных характеристик штамповки, и определяются исходя из шероховатости обработанной поверхности детали, изготовляемой из поковки, а также в зависимости от величины размеров и массы поковки.

Штамповочные уклоны обеспечивают лёгкое извлечение штамповки из ручья штампа и назначаются в данном случае на все цилиндрические поверхности и обычно выбираются в зависимости от вида штамповочного оборудования. Слишком большие уклоны приводят к значительному увеличению массы штамповки, повышению расхода металла и затрат на обработку резанием. Преобразование чертежа чистовой детали в чертеж горячей штамповки производилось согласно ГОСТ 7505-89.

КГШП

1. Исходные данные для расчета

1.1. Масса поковки (расчетная) – 1.050 кг:

расчетный коэффициент Kр = 1,5;                                      0,7 × 1,5 = 1.050 кг.

1.2. Класс точности – Т4.

1.3. Группа стали – М1.

Средняя массовая доля углерода в стали 0,17 - 0,23 %.

1.4. Степень сложности – С1.

Размеры описывающей поковку фигуры (параллелепипед), мм:

82 × 82 - стороны (определяют графически);

30 - высота (определяют по чертежу).

Масса описывающей фигуры (расчетная) – 1.6 кг;

Gп : Gф = 1.05 : 1.6 = 0,66.

1.5. Конфигурация поверхности разъема штампа - П (плоская).

1.6. Исходный индекс - 10.

2. Припуски и допуски представлены в таблице 1.

табл. 1.

Припуски и допуски.

2.1. Дополнительные припуски, учитывающие:

смещение по поверхности разъема штампа - 0,2 мм;

отклонение от плоскостности - 0,3мм.

2.2. Штамповочный уклон на наружной поверхности принимается 3°.

3. Размеры поковки

3.1. Размеры поковки, мм:

100+ (1,5 + 0,2 + 0,3) × 2 = 104 (согласно ГОСТ 7505-89 разрешается округлять линейные размеры с точностью до 0.5 мм);

15 + (1,4 + 0,2) × 2 =18.2 принимается 18;

35 + 1,4 + 0,3 = 36.7 принимаем 36.5 ;

20 + (1,4+ 0,2) * 2 =23.2 принимается 23;

30 + (1,4+0,2) * 2 = 33.2 принимается 33;

60 + (1,5+ 0,3) *2 = 63,6 принимаем 63.5;

3.2. Радиус закругления наружных углов - 3,0 мм.

Фрикционный пресс.

1. Исходные данные для расчета

1.1. Масса поковки (расчетная) – 1.050 кг:

расчетный коэффициент Kр = 1,5;                                      0,7 × 1,5 = 1.050 кг.

1.2. Класс точности – Т4.

1.3. Группа стали – М1.

Средняя массовая доля углерода в стали 0,17 - 0,23 %.

1.4. Степень сложности – С1.

Размеры описывающей поковку фигуры (параллелепипед), мм:

82× 82 - стороны (определяют графически);

30 - высота (определяют по чертежу).

Масса описывающей фигуры (расчетная) – 1.6 кг;

Gп : Gф = 0,98 : 1.6 = 0,66.

1.5. Конфигурация поверхности разъема штампа - П (плоская).

1.6. Исходный индекс - 10.

2. Припуски и кузнечные напуски

2.1. Основные припуски и допуски представлены в таблице 2.

Таблица 2.

Припуски и допуски.

2.2. Дополнительные припуски, учитывающие:

смещение по поверхности разъема штампа - 0,2 мм;

отклонение от плоскостности - 0,3мм.

2.3. Штамповочный уклон на наружной поверхности принимается 5°.

3. Размеры поковки и их допускаемые отклонения

3.1. Размеры поковки, мм:

       100+ (1,6 + 0,2 + 0,3) × 2 = 104.2 принимаем 104;

       15 + (1,5 + 0,2) × 2 = 18.4 принимаем 18.5;

       35 + 1,5 + 0,3 = 36,8 принимается 37;

       20 + (1,5 + 0,2) * 2 = 23.4 принимаем 23.5;

       30 + (1,5+0,2) * 2 = 33.4 принимаем 33.5;

       60 + (1,6 + 0,3) *2 = 63,8 принимается 64;

3.2. Радиус закругления наружных углов - 5,0 мм.

7.      Расчёт и выбор исходной заготовки.

Размеры заготовки зависят от объема и конфигурации штамповки.

Объем заготовки определяется по формуле [2]:

       ,

где Vшт – объем штамповки,

Vобл – объем облоя,

Для КГШП:

Объём штамповки составляет  129498,56 мм3 (из построения в SolidWorks2003).

, [8]

где hз, b – толщина и ширина мостика заусеничной канавки, мм;

hз = 2 мм, b = 6 мм [8];

h2 – средняя толщина облоя по магазину, h2 = 2 · hз = 2 · 2 = 4 [8];

b1 – Ширина облоя в магазине, зависит от массы поковки, мм;

Масса поковки более 1 кг, соответственно b = 15 мм [8].

Pп – периметр штамповки, мм;

Pп = 340,84 мм (посчитано в SolidWorks2004)

мм³;

мм³.

Диаметр исходной круглой заготовки зависит от конфигурации ручья штампа, выбираем заготовку диаметром =57 мм (ГОСТ 2590-57).

После определения вычисляем скорректированную высоту заготовки.

Высота заготовки:

принимаем 61 мм

Для фрикционного пресса:

Объём штамповки составляет  130027.32 мм3 (из построения в SolidWorks2003).

мм³

мм³

=57 мм

принимаем 62 мм

8.      Расчет КИМ.

Для заготовок круглого сечения:

КГШП:

Фрикционный пресс: 

9.      Окончательный выбор типа оборудования.

Из рассмотренного выше стало ясно, что наибольший коэффициент использования материала мы получим если будем получать штамповку на КГШП. Чертеж горячей штамповки представлен в графическом приложении.

10. Параметры заготовки.