Реферат: Разработка чертежа горячештампованной заготовки
Название: Разработка чертежа горячештампованной заготовки Раздел: Промышленность, производство Тип: реферат | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
По чертежу детали разработать чертеж горячештампованной заготовки – поковки и некоторые разделы технологического процесса изготовления поковки, а именно: - выбрать материал поковки; - определить плоскость разъема штампа; - рассчитать массу поковки по чертежу детали; - определить конструктивные характеристики поковки; - определить исходный индекс поковки; - назначить припуски на механическую обработку; - определить кузнечные напуски, уклоны, допуски; - назначить радиусы переходов; - определить размеры заусенечной канавки; - рассчитать размеры исходной заготовки; - назначить температурный интервал горячей объемной штамповки. 2. Основная часть
2.1 Выбор материала поковки
Пользуясь справочной литературой [2], [3] выбираем материал: Ст. 45 Сталь 45 ГОСТ 1050-88 Сталь конструкционная углеродистая качественная. Применяется для деталей типа вал-шестерни, коленчатые и распределительные валы, шестерни, шпиндели, бандажи, цилиндры, кулачки и другие нормализованные, улучшаемые и подвергаемые поверхностной термообработке детали, от которых требуется повышенная прочность. Химический состав стали: углерод 0,42-0,5% кремний 0,17-0,37% марганец 0,50-0,80% никель до 0,25% сера до 0,04% фосфор до 0,035% хром до 0,25% медь до 0,25% мышьяк до 0,08% 2.2 Определение плоскости разъема штампа Предварительно принимаем конфигурацию поверхности разъема штампа – П (плоская). Рис. 1 Плоскость разъема штампа
Расчетная масса поковки определяется исходя из ее номинальных размеров. Ориентировочную величину расчетной массы поковки (Мп.р) допускается вычислять по формуле: Мп.р=Мд*Кр, где Мп.р – расчетная масса поковки, кг; Мд – масса детали, кг; Кр – расчетный коэффициент, устанавливаемый в соответствии с ГОСТ 7505- 89 [4], приложение 3, табл.20. Расчет массы детали: Для того чтобы вычислить массу детали нам необходимо найти ее объем. Разделим деталь на зоны, как это представлено на рис. №2. рис. 2 Разбиение детали на зоны по высоте Зона I будет иметь в поперечном сечении форму представленную на рис. №3. Площадь оперечного сечения равна: Sпоп.сеч.=2021,025 мм2, следовательно объем зоны I равен: VI = 2021,025 ĥ 20 = 40420,5 мм3 рис. 3 Площадь поперечного сечения зоны I. Зона II будет иметь в поперечном сечении форму, представленную на рис. №4. Площадь поперечного сечения будет: Sпоп.сеч.=12189,183 мм2, следовательно объем зоны II равен: VII = 12189,183 ĥ 5 = 60945,915 мм3 Зона III будет иметь в поперечном сечении форму представленную на рис. №5. Площадь поперечного сечения будет: Sпоп.сеч.=13484,4331 мм2, следовательно объем зоны III равен: VIII = 13484,4331 ĥ 10 = 134844,331 мм3 Зона IV будет также иметь в поперечном сечении форму представленную на рис. №5. Площадь поперечного сечения будет: Sпоп.сеч.= 12189,183 мм2, следовательно объем зоны III равен: VIV = 12189,183 ĥ 5 = 60945,915 мм3
Общий объем детали будет равен: Vобщ. = VI+VII+VIII+VIV Vобщ. = 40420,5+60945,915+134844,331+60945,915= 297156,661мм3 Тогда масса детали равна: m = 7826* 0,000297156661=2,236 кг. Расчетный коэффициент - 1,5 Расчетная масса поковки (Мп.р) равна: Мп.р =2,236*1,5 = 3,354 кг; 2.4 Определение конструктивных характеристик поковки
2.4.1 Класс точности. Класс точности поковки устанавливается в зависимости от вида оборудования и технологии изготовления, а также от требований к точности размеров. Оборудование - КГШП (кривошипный горячештамповочный пресс). Его выбрали потому что, по сравнению со штамповкой на молотах, штамповка на КГШП имеет ряд преимуществ. Благодаря наличию выталкивателей в штампах КГШП штамповочные уклоны назначают примерно в два раза меньшими, чем на молотах. Постоянство хода ползуна, большая точность его движения в направляющих станин пресса, применение штампов с направляющими колонками обеспечивают изготовление поковок с меньшими, чем на молотах, припусками, допусками и расходом металла. Производительность пресса на 30 – 50 % выше. Расход энергии при штамповке значительно меньше. КПД пресса в 2 – 4 раза выше, чем у молотов. Условия труда на прессе значительно лучше и безопаснее. Использование КГШП целесообразно в крупносерийном и массовом производствах. По ГОСТ 7505-89 [4] приложение 1, таблица 19 определяем класс точности: оборудование - КГШП (кривошипный горячештамповочный пресс); технологический процесс – открытая (облойная) штамповка, следовательно, класс точности - Т4. 2.4.2 Группа стали. Группа стали (М1, М2, М3) определяется для М1 по содержанию углерода и суммарной массовой доле легирующих элементов. Для групп М2, М3 – или по содержанию углерода, или по суммарной массовой доле легирующих элементов. По ГОСТ 7505-89 [14] таблица 1 выбираем – М2. Степень сложности поковки определяем путем вычисления отношения массы Gп поковки к массе Gф геометрической фигуры, в которую вписывается форма поковки. При определении размеров описывающей поковку геометрической фигуры допускается исходить из увеличения в 1,05 раза габаритных линейных размеров детали, определяющих положение ее обработанных поверхностей. Геометрическая фигура, описывающая поковку – цилиндр. Объем геометрической фигуры равен 708951,323 мм3 или это равно 0,000708951 м3. Масса геометрической фигуры (Gф) равна 5,548 кг Масса поковки (Gп) равна 3,354 кг Следовательно, отношение Gп /Gф равно 1,654, что соответствует по ГОСТ 7505-89 [4], приложение 2 степени сложности – C1. 2.5 Определение исходного индекса поковки
Исходный индекс для последующего назначения основных припусков, допусков и допускаемых отклонений определяется в зависимости от массы, марки стали, степени сложности и класса точности поковки. Исходный индекс определяем по ГОСТ 7505 – 89 [4], таблица №2: исходя из того, что: класс точности – Т4, группа стали – М2, степень сложности – С1, масса поковки равна 3,354 кг исходный индекс равен - 11. 1,608 кг исходный индекс равен -10 2.6 Назначение припусков на механическую обработку
Припуск на механическую обработку включает в себя основной и дополнительные припуски, которые учитывают отклонения формы поковки. Величины припусков назначаются на одну сторону номинального размера поковки. Основные припуски в зависимости от исходного индекса и шероховатости поверхности назначаются по таблице №3 ГОСТ 7505 – 89 [4]. Дополнительные припуски устанавливают в зависимости от класса точности Т по ГОСТ 7505 – 89 [4], таблицы №№ 4-6. Линейные размеры поковки разрешается округлять до 0,5 мм. Рис. 6 Эскиз поковки с основными размерами
Дополнительные припуски, учитывающие: - смещение по поверхности разъема штампа … 0,4 мм; - отклонение плоскостности и прямолинейности … 0,4 мм. 2.7. Определение кузнечных напусков, уклонов, допусков Все размеры напусков, уклонов и допусков определяем по ГОСТ 7505 – 89 [4]. Штамповочные уклоны: - на наружной поверхности … 5°; - на внутренней поверхности … 7°. 2.8. Назначение радиусов переходов Минимальная величина радиусов закруглений наружных углов поковок выбирается по таблице П.23 Методических указаний и заданий к выполнению курсовой работы [9], в зависимости от массы поковки и глубины полости ручья штампа: - масса поковки 3,354 кг; - глубина полости ручья штампа 30 мм r=2,5 мм Внутренние радиусы (R) заготовки можно определить по формуле: R = 2,5r + 0,5, мм. Минимальная величина радиусов закруглений: - наружных углов … 3°; - внутренних углов R = 2,5*2,5 + 0,5 = 6,3, принимаем 5° 2.9 Определение размеров заусенечной канавки Профиль и размеры заусенечной канавки представлены на рис.№10. В штампах КГШП заусенечная канавка во избежание соударения вставок при холостом ходе делается открытой. Величина размеров заусенечной канавки определяется по пункту 2.9 Методических указаний и заданий к выполнению курсовой работы [9]. Данные о соотношении размеров в зависимости от толщины мостика заусенца H3 приведены в табл. П.26. Методических указаний и заданий к выполнению курсовой работы [9]. Размеры заусенечной канавки: F = 3,14*(150,26/2)2 = 17723,78 мм2 – площадь поковки в плоскости разъема. H3 = 0,015 √F = 1,997 мм, принимаем равной 2 мм. Площадь сечения канавки S = 1,36 мм2. Рис. 7 Профиль и размеры заусенечной канавки. 2.10 Расчет размеров исходной заготовки Объем заготовки (Vзаг) для открытой штамповки рассчитывается по формуле: Vзаг = Ку(Vn+Vз+Vпер), где: Ку – коэффициент угара металла, при электронагреве равен 1,005 … 1,01; Vn – объем поковки с учетом уклонов и припусков; Vз – объем заусенца; Vпер – объем перемычки. Vз = КSзРn , где: К = 0,5 … 0,8 – коэффициент заполнения канавки, зависящий от сложности формы поковки; Sз – площадь поперечного сечения заусенечной канавки; Рn – периметр поковки по линии среза заусенца. Vз = 0,65 ĥ 0,8 ĥ 36 = 18,72 см3 Vзаг = 1,005(206,154 + 18,72) = 226 см3 = 0,000226 м3 По расчетному объему исходной заготовки Vзаг определяем ее диаметр: Dз.и. = 1,08 3 m Vзаг , где m = Lз.и. /Dз.и. рекомендуется принимать равной 2,5. Dз.и. = 1,08 3 2,5 226 = 4,85 см После расчета Dз.и. исходной заготовки рассчитываем длину заготовки Lз.и.: Lз.и. = 4Vзаг /πD2 з.и. Lз.и. = 4 ĥ 226 /3,14 ĥ 4,852 = 12,24 см = 0,122 м Диаметр исходной заготовки равен: Dз.и = 0,0485 м Длина исходной заготовки равна: Lз.и. = 0,122 м 2.11 Размеры поковки и их допускаемые отклонения
2.11.1 Размеры поковки. A. Диаметр 150,26+(1,7+0,4+0,4)*2=155,26, принимаем 155,26 мм; B. Диаметр 130-(1,4+0,4+0,4)*2=125,6, принимаем 125,6 мм; C. Диаметр 100-(1,4+0,4+0,4)*2=95,6, принимаем 95,6 мм; D. Диаметр 65+ (1,4+0,4+0,4)*2=69,4, принимаем 69,4 мм; Е. Диаметр 40-(1,7+0,4+0,4)*2=35,0, принимаем 35,0 мм; F. Высота 40+(1,3+0,4)*2=43,4, принимаем 43,4 мм; G. Высота 20+(1,2+0,4)*2=23,2, принимаем 23,2 мм; Н. Высота 10+(1,2+0,4)*2=13,2, принимаем 13,2 мм; I. Глубина 5-(1,2+0,4)=3,4, принимаем 3,4 мм; J. Глубина 5-(1,2+0,4)=3,4, принимаем 3,4 мм. 2.11.2. Допускаемые отклонения размеров. Допускаемые отклонения размеров определяем по ГОСТ 7505-89 [4] с учетом исходного индекса детали.
2.12 Назначение температурного интервала горячей объемной штамповки
Температурный интервал горячей объемной штамповки назначаем исходя из справочных данных [2]. Температура начала штамповки равна 1280 °С Температура конца штамповки равна 800 °С. 2.13 Расчет усилий выбранного оборудования
Усилие штамповки ориентировочно подсчитываем по формуле (см. [10]): P=kF, где P – усилие штамповки, тс; F – площадь проекции штамповки с облойным мостиком, см2 (см рис. №11, где 1 – площадь поковки в плоскости разъема штампа, 2 – площадь облоя); F=249 см2 k=6,8 – коэффициент учитывающий сложность поковки; P=6,8 ĥ 249=1693 тс. Выбираем кривошипный горячештамповочный пресс - КГШП усилием 2000 тс. |