Разработка технологического процесса детали болт

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ  И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

 

ГУМАНИТАРНО ТЕХНИЧЕСКИЙ  КОЛЛЕДЖ ПРИ 

РГП «КАРАГАНДИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  ИНДУСТРИАЛЬНЫЙ

УНИВЕРСИТЕТ»

 

 

Кафедра «Обработка металлов давлением»

 

 

 

 

 

 

 

 

КУРСОВАЯ РАБОТА

 

По дисциплине «Технология  ковки и горячей штамповки»

 

на тему: Разработка технологического процесса детали болт.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил: учащийся группы

МО-10 Мальцев К.Н.

Принял: доцент кафедры “ОМД”, к.т.н.

Ашкеев  Ж.А.

 

 

 

 

Темиртау, 2013 г

       СОДЕРЖАНИЕ                                                                                      стр.

Введение………………………………………………………………………...

1 Обоснование способа  штамповки………………………………………….... 3

1. Обоснование метода нагрева заготовок…………………………………… 3
2. Обоснование выбора детали, характеристика…………………………...... 4
3. Расчет массы и объема детали……………………………………………... 5

2 Разработка чертежа поковки…………………………………………………. 7

2.1 Определение группы металла, группы точности, группы сложности, исходного индекса……………………………………………………………… 7

2.2 Определение исходного индекса………………………………………….. 8

2.3 Припуски, допуски и  напуски на механическую обработку…………….. 8

2.4 Назначение припусков, кузнечных напусков и допусков………………... 9

2.5 Выбор плоскости разъема штампа………………………………………… 10

2.6 Определение объема  и массы поковки……………………………………. 10

2.7 Определение группы поковки……………………………………………... 11

2.8 Выбор облойной канавки…………………………………………………... 11

3 Расчет исходной заготовки…………………………………………………... 12

3.1 Расчет заготовки……………………………………………………………. 13

4 Выбор переходов штамповочных  ручьев, варианта штамповки………….. 15

4.1 Выбор вида и количества  кузнечных операций …………………………. 16

5 Выбор необходимого типа  размера оборудования………………………… 17

5.1 Принцип работы автомата…………………………………………………. 17

5.2 Определение диаметра  штамповочных матриц…………………………... 18

5.3 Расчет усилия штамповки………………………………………………….. 18

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

1

           КП 1006000.40-11 ПЗ

 

 Разраб.

 

 Провер.

 

 Реценз

 

 Н. Контр.

 

 Утверд.

 

 

СОДЕРЖАНИЕ

Лит.

Листов

 

 

ГТК при РГП “КГИУ”

 

5.4 Определения усилие  отрезки заготовок…………………………………. 19

5.5 Выбор оборудования…………………………………………………….... 19

5.6 Характеристика оборудования……………………………………………  20

Заключение………………………………………………………………………

Список литературы………………………………………………………………

  
Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

1

           КП 1006000.40-11 ПЗ

 

 Разраб.

 

 Провер.

 

 Реценз

 

 Н. Контр.

 

 Утверд.

 

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

Лит.

Листов

 

 

ГТК при РГП “КГИУ”

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 Общеизвестен прогрессивный характер технологии кузнечно–штамповочного производства, основанный на получении заданной формы деталей или заготовок в результате рационального перераспределения металла, а не за счет удаления части его в стружку (как это происходит при обработке резаньем). Кроме того обработка металлов давление позволяет получить изделия с повышенными механическими свойствами. Кузнечное ремесло и кузнечное производство имеют многовековую историю. За долго до того, как научились добывать металлы из руд, была известна ковка из меди. Широкое распространение ковка получила с развитием металлургии бронзы (по литературным данным  из одних источников - ковка бронзы известна 6 тыс. лет, из других – 5 тыс. лет). Крупнейшим событием XIX в. в развитии кузнечного производства стало появление парового молота, который сыграл огромную роль в развитии транспорта, артиллерии. В конце XIX в. Был изобретен гидравлически пресс. С развитием ОМД начинают бурно развиваться металлообрабатывающая промышленность, совершенствуются металлорежущее оборудование. Технология обработки резанием развивается значительно быстрее других видов обработки. Кузнечные и литейные цеха переходят в разряд второстепенных заготовительных цехов.

Автоматизацию и механизацию  кузнечно-штамповочного производства проводят с целью повышения качества и производительности при выпуске  заготовок. Сферой развития механизации  и автоматизации в кузнечно-штамповочном производстве являются не только объекты  тяжелой и однообразной работы, но и работы по созданию и применению принципиально новых систем программного управления оборудованием и технологическими процессами. Автоматизацию также  распространяют на вспомогательные  операции, зачастую требующие значительно  больших затрат времени, чем сами операции штамповки.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

2

 

           КП 1006000.40-11 ПЗ

 

 

 

1  Обоснование  выбора СПОСОБА штамповки

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

3

           КП 1006000.40-11 ПЗ

 

 Разраб.

 

 Провер.

 

 Реценз

 

 Н. Контр.

 

 Утверд.

 

ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА СПОСОБА  ШТАМПОВКИ

Лит.

Листов

 

 

ГТК при РГП “КГИУ”

 

Автоматы для горячей  объемной штамповки применяют в  серийном, крупносерийном и массовом производстве. Их производительность достигает 200 и более изделий в 1 мин, что во много раз превышает производительность универсального горячештамповочного оборудования. При штамповке на автоматах достигается высокая стабильность размеров поковок с небольшими (0,5-1мм) на сторону припусками на последующею обработку при отсутствии заусенцев и штамповочных уклонов на поковках, что приводит к экономии металла и трудозатрат. Себестоимость получаемых изделий относительно низкая.

Серийно выпускают автоматы усилием 400-15000 кН, а по специальным заказам и до 28000 кН. Масса штампуемых на автоматах поковок обычно не превышает 3-5 кг.

Для изготовления болтов серийностью 100 тыс. штук в год подходит такое  штамповочное оборудование, что снижает  трудозатраты и энергоемкость.

1.1 ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА МЕТОДА НАГРЕВА ЗАГОТОВОК

 

Нагрев металла  является одним из важнейших звеньев  производственного процесса в металлургии  и машиностроении, влияющий на производительность, энерго и материалоемкость производства, себестоимость и качество продукции. Выбор же метода нагрева существенным образом отражается на технико-экономических  показателях продукции. Здесь необходимо учитывать технологичность и  мобильность производства, его объемы, стоимость сырья и энергоносителей, качественные показатели продукции  и другие факторы. В кузнечно-штамповочном производстве для нагрева заготовок  из различных сталей, цветных металлов и сплавов в интервале 800-1300^ОС применяют устройства электронагрева.

Электронагрев по расходу энергии на тонну заготовок  менее экономичен, чем нагрев в  пламенных печах. Однако его широко применяют, т.к. он повышает производительность труда, позволяет полностью автоматизировать процесс нагрева заготовки и  обеспечить высокую стабильность процесса, улучшить условия труда и сократить  потери металла на окалинообразование.

 

 

 

 Потери металла  в виде окалины при индукционном  нагреве почти в 10 раз меньше, чем при нагреве в пламенных  печах. Уменьшение окалины повышает  качество поковок и увеличивает  стойкость штампов кузнечно-штамповочного  оборудования

Вместо использования  газовых, пламенных печей и других нагревательных устройств в большинстве  случаев вполне целесообразно и  оправданно применение индукционных нагревательных установок. Такая замена позволяет, в конечном итоге, снизить себестоимость  продукции.

Основное и  главное преимущество индукционного  нагрева заключается в следующем. В любой неиндукционной нагревательной установке металл, помещенный в область  воздействия температур, нагревается  за счет теплопередачи. Таким образом, осуществляется, по сути, "косвенный" нагрев. В индукционных нагревательных установках, магнитный поток, созданный  током генератора, пронизывает металл, находящийся в индукторе. Под  действием магнитного потока, в металле (заготовке) протекают индуцированные токи, непосредственно воздействуя  на структуру металла, и как следствие, нагревая его. Интенсивность нагрева  пропорциональна мощности источника  тока, рабочей частоте (частоте изменения  магнитного поля) и зависит от физических свойств металла.

Оперативно изменяя  мощность преобразователя частоты, изготавливая индукторы специальной  конструкции, оказывается возможным  регулирование температуры нагрева  заготовок. Выбор рабочей частоты  генератора позволяет управлять  глубиной прогрева, что широко используется в индукционных закалочных установках.

В итоге  выбираем обычный индукционный нагрев, продолжительностью 325 секунды, и частотой тока 500 ГцИзм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

4

 

           КП 1006000.40-11 ПЗ

 

 

 

1.2 ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА ДЕТАЛИ, ХАРАКТЕРИСТИКА

При изготовлении различных  типов болтов имеются, в зависимости  от требуемой толщины покрытия, определенные отклонения резьбы. Болт, который применяется  в механизмах, часть нагрузки которых  приходится на участок соединения, где используется эта крепежная  деталь, изготавливается с большой  точностью, чем в иных случаях. В  особенности это относится к  стержню изделия. В подобных конструкциях такие типы болтов работают также  как штифты. Все болты имеют  различную точность изготовления, характер исполнения, шаг резьбы, форму стержня, а также размер и форму головки. В зависимости от условия работы и назначения характеристики болтов могут быть различными. Так, их головки могут иметь шестигранную полукруглую или потайную формы. Болты, у которых полукруглая или увеличенная полукруглая головка, а также потайная и увеличенная потайная головка, могут изготавливаться в классе точности определяемом, как точность С. То есть грубой точности. Конструкция и размеры болтов, имеющих шестигранную или другие виды головок, определяются по стандарту ГОСТ. Болт используют как крепежную деталь, которую использую во всех сферах нашей жизни. Мы встречаемся с этой деталью почти каждый день, болты используют в строительстве, металлургии и во многих сферах деятельности человека. Я выбрал эту деталь (болт), так как она важна для строительства конструкции и других сооружений, которые строит и производит человек.

1.3 РАСЧЕТ МАССЫ И ОБЪЕМА ДЕТАЛИ

На рисунке 1 приведена  схема разбивки детали на элементарные объемы. Объем детали будет равен  алгебраической сумме  элементарных объемов. Массу детали определяем на основании чертежа готовой детали (рис.1.1).

Для этого разбиваем  на элементарные объемы 1 и 2. Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

5

 

           КП 1006000.40-11 ПЗ

 

 

Объем участка 1 определяем следующим образом: умножаем площадь правильного шестиугольника на высоту Н, площадь определяем по формуле:

 ;

далее определяем объем участка 1:

 

Участок 2 представляет собой  цилиндр, который можно определить по формуле:

 ;

 Теперь находим полный объем детали по формуле:

 ;

Теперь нужно определить массу детали по чертежу готовой  детали по формуле:

 , где ,

.

Заключение по главе 1:

В этой главе мы разобрали  множество вопрос, которые будут  необходимы для следующих расчётов. В первом пункте мы выбрали способ штамповки, который подходит для  нашей детали. Во втором пункте мы разобрали  метод нагрева заготовок, интервал температур необходимых для нашей  заготовки. В третьем и последнем  пункте в этой главе, мы рассчитали объем и массу готовой детали.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

6

 

        КП 1006000.40-11 ПЗ  

 

 

 

 

 

 

 

 

2  РАЗРАБОТКА ЧЕРТЕЖА ПОКОВКИ

 

2.1 определение группы металла , группы сложности , группы точности , исходного индекса

Определяем конструктивные характеристики поковки: Класс точности, группа стали, степень сложности  и конфигурацию поверхности разъема  штампа. Класс точности определяем по ГОСТу 7505-58 (таблица 19,приложение 1),по таблице  класс точности детали “болт” второй .Группу стали определяем по содержанию углерода, группа стали , содержание углерода свыше 0,35 до 0,65%,сталь марки 45, конфигурация поверхности разъема штампа-плоская. Далее определяем степень сложности поковки: для этого определяем объем геометрической фигуры, в которую вписывается форма поковки. Геометрическая фигура для болта - это цилиндр. Теперь определяем объем этого цилиндра, для этого принимаем , . Изм.

Лист