Разработка технологического процесса осадки изделия типа "Ролик"

     Содержание

     1 Выбор вида обработки давлением………………………………………………4

     2 Чертеж изготавливаемого изделия…………………………………………...…5

     3 Маршрутный технологический процесс  изготовления детали………………..8

     4 Эскиз заготовки с основными  размерами……………………………………..10

     5 Расчет технологических сил и  размеров по переходам обработки

       давлением………………………….…………………………………………..….11

     6 Выбор технологического оборудования………………………………………12

     7 Выбор средств автоматизации…………………………………………………13

     8 Компоновка автоматического комплекса……………………………………..14

     Список  использованных источников…………………………………………….15 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     1 Выбор вида обработки давлением

     1.1 Характеристика материала Сталь 45.

Сталь 45 относится к конструкционным видам сталей

Массовая доля элементов в %

Механические  свойства материала

Плотность материала  ρ=7,83*10^-6 кг/мм³.

Температурный интервал штамповки 1250-700 °С.

     1.2 Данное изделие можно изготовить на:

     1 ГКМ

     2 Штамповочный молот

     3 КГШП

     Наименьший расход материала на ГКМ и КГШП. Трудоемкость меньше на ГКМ. Затраты энергии меньше на ГКМ. Расход штамповой стали меньше всего у молота, а затем у КГШП. Эксплуатационные затраты и ремонтная сложность меньше у молота и КГШП. Так как имеем серийное производство, то использование ГКМ невыгодно из-за их высокой стоимости и производительности, поэтому выберем КГШП. Получаемые на КГШП поковки имеют повышенную точность, больший коэффициент использования материала, более высокий КПД, условия труда в случае его использования улучшены.

     По  характеру формоизменения и течения  металла при формоизменении данная деталь относится к классу поковок, получаемых с преобладанием процесса осадки. В зависимости от конфигурации и сложности изготовления  данную деталь относим к I группе и 1 подгруппе. К  I группе относят осесимметричные поковки, изготавливаемые осадкой в торец или осадкой с одновременным выдавливанием. Поковки первой подгруппы штампуют за один переход. Штамповку осуществляют в открытых и закрытых штампах. 

     2 Чертеж изготавливаемого изделия

        Для расчетов параметров поковки  необходимо определить массу  поковки М_пок:

     М_пок= V_пок* ρ,

     где V_пок – объем поковки,

     V_пок =1,25*V_дет,

     V_дет – объем детали без учета радиусов закруглений,(рис.1)

     V_дет=V₁+V₂,

     V₁ =(π*200²*20/4)- (π*180²*20/4)=628000-508680=119320 мм³,

     V₂= (π*180²*60/4)- (π*80²*60/4)= 1526040-301440=1224600 мм³,

     V_дет=119320 +1224600=1343920 мм³,

     М_дет=1343920*7,83*10^-6=10,53 кг,

     V_пок=1,25*1343920=1679900 мм³,

     М_пок=1679900 *7,83*10^-6=13,2 кг.

     Рис.1- Эскиз детали 

     Степень сложности поковки определяют по отношению массы поковки М_пок к массе геометрической фигуры М_ф, в которую вписывается поковка. В данном случае фигура представляет собой цилиндр:

     М_ф=3,14*200²*60*7,83*10^-6/4=14,75 кг.

     С= М_пок/ М_ф=13,2/14,75=0,89,

     что соответствует степени сложности С1 по ГОСТ 7505-74.

     Припуски  на размеры поковки, принимаем по [1], гл.1, табл.2.

     Так как нагрев будет проводиться  в пламенной печи, припуск на сторону поковки массой свыше 6 кг увеличивают на 1 мм [2, гл.1, с.8].

     Припуски  на диаметры

     Припуски  на размеры по длине

     Радиусы закруглений R внешних углов поковки  принимаем равными 4 мм по [1], гл.1,табл.3.

     Штамповочные  уклоны при штамповке на КГШП принимают: 5 градусов на внешних поверхностях, 7 градусов на внутренних, выбираем по [1], гл.1,табл.4.

     Допуска выбираем по [1], гл.1,табл.5.

     Допуски и размеры

     Рис. 2 – Эскиз изготовляемого изделия 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     3 Маршрутный технологический процесс  изготовления детали

     При штамповке на КГШП применяют сортовой прокат. Заготовки нарезаемые из сортового проката для штамповки в торец должны иметь качественные торцы. Торцевые заусенцы на такой заготовке не допускаются. Если при отрезке получили вырывы или большие заусенцы, то поверхность торцев должна быть зачищена.

005 Нагрев прутка.

010 Резка прутка  на мерные заготовки.

015 Нагрев до  температуры штамповки.

020 Осадка с выдавливанием.

025 Окончательная штамповка.

030 Обрезка облоя.

0.35 Отжиг для снятия внутренних напряжений.

0.40 Механическая обработка до заданных размеров.

     4 Эскиз заготовки с основными  размерами

     Объем заготовки подсчитывается по формуле:

     V_ЗГ=V_П+V_О+V_УГ

     V_П – объем поковки, мм³;

     V_П=1679900 мм³;

     V_УГ – потери на угар, мм³;

     V_УГ=0,02* V_П=0,02*1679900=33598 мм³;

     V_О – объем облоя, мм³;

     V_О =V_мост+V_маг=p(bh₃+h₂B);

     V_мост – объем мостика облоя;

     V_маг – объем металла в магазине облоя;

     p – периметр поковки, мм;

     b – ширина мостика, мм;

     h₃ – толщина мостика, мм;

     h₂ – средняя толщина облоя по магазину;

     В – ширина облоя в магазине, мм.

       V_О =550,4 (6*1,8+3,6*20)= 45573,12 мм³.

     V_ЗГ=1679900+33598+45573,12=1759071,12 мм³. 

     Рис. 3 – Эскиз заготовки после резки

     5 Расчет технологических сил и  размеров по переходам обработки  давлением

     Усилие  резки на пресс-ножницах:

Р_рез= к*F_ср*τ_ср,

где к- коэффициент, учитывающий затупление ножей, к=1,7;

F_ср- площадь реза, м²;

τ_ср – сопротивление срезу.

τ_ср=(0,7-0,8)*σ_в=0,7*615=430,5 МПа;

Р_рез=1,7*3,14*70²*430,5/4=2,8 МН. 

Осадка заготовки.

     Осадка  проводится для снятия окалины и  формоизменения заготовки для более  удобной укладки в штамповочный ручей. 

                Усилие   при осадке:

Р_ос=ψ*(1+0,17D_о.з./Н_о.з.)*F*σ_т,

где ψ=1-0,1 – масштабный коэффициент;

σ_т – предел текучести материала, σ_т=360 Н/мм²;

D_о.з. – диаметр осаженной заготовки, мм;

Н_о.з. – высота осаженной заготовки, мм;

F – площадь поперечного сечения осаженной заготовки, мм².

Р_ос=1*(1+0,17*208,2/67)*3,14*208,2²*360/4=18,7 МН. 
 

     6 Выбор технологического оборудования

     Технические параметры пресса.

     Согласно  ГОСТ 6809-70 пресс должен иметь такие  параметры:

     Номинальное усилие - 25 МН

     Максимальный  ход ползуна - 350 мм

     Максимальная  частота ходов пресса - 60 ход/мин

Техническая характеристика.

     Для изготовления матрицы и пуансона штампа, устанавливаемого в горячештамповочный пресс, применяется материал марки 4Х2В5МФ, твердостью НВ=444-477. Поверхностное  упрочнение достигается с помощью  азотирования на глубину 0,22-0,3 мм (HV=750-1000).

     7 Выбор средств автоматизации

     Так как производство серийное, то выгодно  использовать механизацию производственного  процесса.

     Механизация включает в себя механизацию внутрицеховых  перевозок, погрузки и выгрузки штампа с пресса.

     Механизация внутрицеховых перевозок осуществляется в основном за счет применения безрельсовых транспортных машин (авто- и электрокары  и погрузчики, механизированные тележки  и т.д.) и использование подвесных  конвейеров и напольных или подпольных транспортеров.

     Преимуществом безрельсовых средств транспорта является возможность механизации перевозки  грузов на любые расстояния и в  любых направлениях. Особенно удобны в эксплуатации электро- и автопогрузчики, которые помимо транспортных операций могут быть использованы для облегчения процесса установки инструмента.

     Для смазывания и охлаждения штампов  можно использовать специальные  установки, которые состоят из емкости  для смазочного материала, системы  сопел с трубопроводами и системы  управления. При механизированном смазывании штамповщик включает установку педалью. При автоматической штамповке сопла  крепятся на захватных органах средств  автоматизации. Перед нанесением смазочного материала производится сдув окалины  сжатым воздухом. 
 
 
 
 
 

     8 Компоновка автоматического комплекса

Список  использованной литературы 

1. Ковка и  штамповка: Справочник: В 4 т. Т. 2 Горячая  объемная штамповка/Под ред. Е.И.Семенова; Ред. совет: Е.И.Семенов (пред.) и др. –  М.:Машиностроение, 1985 – 1987. – 592 с.: ил.
2. Романовский В.П. Справочник по холодной штамповке. – 6-е изд. перераб. и доп.- Л.:Машиностроение, Ленингр. отд-ние,  1979-520 с, ил.
3. Ковка и штамповка: Справочник: В 4 т. Т. 1 Материалы и нагрев. Оборудование. Ковка/Под ред. Е.И.Семенова; Ред. совет: Е.И.Семенов (пред.) и др. – М.:Машиностроение, 1985. – 568 с.: ил.
4. Ковка и объемная штамповка: Пособие по выполнению курсового проекта студентами направления 551800 и специальности 120400/ Сост. А.С. Матвеев. – Рыбинск: РГАТА, 2000. – 53 с.: ил.

5. Марочник сталей  и сплавов.