Разработка чертежа поковки и технологических условий

2.1 Выбор поверхности разъема [2]

Поверхность разъема – это поверхность, по которой сопрягаются верхняя и нижняя части штампа. В открытом штампе на этой поверхности предусматривают облойную канавку, заполняемую вытекающим из ручья избытком металла, образующим облой. При выборе поверхности разъема необходимо выполнять условия:

· поковка должна свободно удалятся из верхней и нижней частей штампа, для чего разъем располагают в плоскости сечения поковки с наибольшим периметром, что обеспечивает наименьшую глубину и наибольшую ширину ручья;

· ручьи ориентируются так, чтобы их заполнение осуществлялось по возможности осадкой, а не выдавливанием, при этом сложные части поковки рекомендуется располагать в верхней части штампа.

Учитывая выше изложенное, для данной детали выбираем поверхность разъема – плоскую – П, располагающуюся в плоскости сечения поковки с наибольшими габаритными размерами.

2.2 Назначение припусков, допусков, и напусков

Припуски, допуски и напуски назначаются по ГОСТ 7505 – 89 [3].

Исходные данные:

Химический состав стали 15ХГНТА [1]:

Плотность стали

Масса детали:

Объём детали:

Масса поковки расчетная:

(группа 2.1 – круглые; шестерни, ступицы, фланцы.) ([1 ], Приложение 3, Таблица 20, стр. 19)

Устанавливаем класс точности поковки. ([1 ], Приложение 1, Таблица 19, стр. 17) - Т4

По массовой доле С и суммарной массовой доли легирующих элементов определяем группу стали:

([1 ], Пункт 1, Таблица 1, стр. 6) – М2

Устанавливаем степень сложности: ([1 ], Приложение 2, стр. 18)

Размеры описывающей поковку фигуры (параллелепипед), мм:

Принимаем описывающую фигуру – цилиндр. При определении размеров описывающей поковку геометрической фигуры допускается исходить из увеличения в 1,05 раза габаритных линейных размеров детали, определ. положение её обработ. пов-тей:

При вычислении отношения принимаем ту из геометрических фигур, масса (объём) которой меньше:

Степень сложности С3 (от 0,16 до 0,32)

Исходный индекс – 10.

По исходному индексу, чистоте поверхности и размерам детали, определяем основные припуски на мех. обработку (припуск на сторону). ([1 ], Таблица 3, стр. 10)

диаметр 67 припуск односторонний – 1,5 мм

диаметр 30 припуск односторонний – 1,4 мм

высота 16 припуск односторонний – 1,4 мм

высота 16 припуск односторонний – 1,4 мм

высота 32 припуск односторонний – 1,4 мм

высота 32 припуск односторонний – 1,4 мм

Дополнительный припуск – 0,2 мм.

Определяем уклоны по наружным и внутренним плоскостям ([1], Таблица 18, стр. 17)

для штамповочного молота:

на наружной поверхности – 7º

на внутренней поверхности – 10º

2.3 Рассчитываем размеры поковки с учётом основных и дополнительных припусков и напусков:

диаметр 67: принимаем 70 мм;

диаметр 30: принимаем 33 мм;

высота 16: принимаем 19 мм;

высота 32: принимаем 35 мм;

Определяем R закруглений наружных и внутренних углов:

При М _{р. п.}=0,174 кг, принимаем R = 2,0 мм; ([1], Таблица 7, стр. 12)

Отклонения размеров ([1], Таблица 8, стр. 12):

Определив все размеры, припуски и допуски, составим чертёж холодной поковки:

Неуказанные предельные отклонения размеров – 1,5 допуска соответствующего размера.

Неуказанные допуски радиусов закругления R – 1 мм. ([1], Таблица 17, стр. 16).

Допускаемая величина остаточного облоя – 0,8 мм. ([1], Таблица 10, стр. 14).

Допускаемые отклонения штамповочных уклонов:

 

Шестерня относится к І группе поковок (осесимметричные поковки, изготовляемые осадкой в торец, т.е. поковки круглые в плане), 2 подгруппе. ([3], стр. 178 – 179)

Изображаем на чертеже деталь, поковку, горячий вид поковки. Для получения чертежа горячей поковки размеры умножаем на 1,015. См чертежи:

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВИДА, РАЗМЕРОВ ОБЛОЙНОЙ КАНАВКИ И ОБЪЕМА ОБЛОЯ

 

Определение вида, размеров облойной канавки осуществляется в зависимости от объема и формы заготовки, которая подается в ручей, а также в соответствии с вертикальными сечениями ручья и заготовки.

В тоже же время форма и размеры канавки влияют на процесс вытекания металла в облой. Размеры облойных канавок определяются по эмпирическим зависимостям и табличным данным нормалям [2].

Толщину заусенца в мостике для поковок произвольной формы определим по формуле:

Используем тип І канавки – основной. Магазин канавки полностью открыт с одной стороны. Так как нижняя половина штампа прогревается быстрее верхней, то для увеличения стойкости штампа мостик располагают в верхней части штампа.

Учитывая, что вытекание металла в облой начинается значительно раньше подхода ползуна пресса к нижнему положению, толщина металла, вытекшего в магазин, будет переменной. При штамповке поковок избыточный металл, вытекая в магазин, изгибается в сторону мостика. Поэтому целесообразно располагать мостик в окончательном ручье с той стороны поковки, на которую будет воздействовать пуансон обрезного штампа.

Выбираем канавку Типа 1, и все её размеры:

h0, мм	h1, мм	b, мм	b1, мм	R, мм
				2,0

Определим объем облоя:

где - коэффициент заполнения облойной канавки, принимаем равным 0,5

где - периметр поковки по линии разъема.

Масса облоя

 

4. ВЫБОР И РАСЧЕТ ПЕРЕХОДОВ ШТАМПОВКИ

Резку заготовок принимаем на одноручьевом ноже для резки проката круглого сечения [1].

Штамповка будет проводится таким образом:

· нагрев заготовки перед резкой до температуры ;

· резка на кривошипных ножницах;

· нагрев перед штамповкой до температуры ;

· штамповка в два перехода;

· обрезка облоя и прошивка отверстия.

Количество и виды переходов штамповки определяются формой и размерами поковки, а также распределением ее объема по элементам фигуры.

Для данной детали выбираем такой набор переходов:

· осадка на диаметр 33 мм;

· окончательная штамповка.

Окончательная штамповка – горячая поковка с размерами, полученными увеличением размеров холодной поковки на 1,5%.

Подробнее см. лист 1 графической части курсового проекта.

5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЗМЕРОВ ИСХОДНОЙ ЗАГОТОВКИ

Выбор вида и размеров исходной заготовки зависит от типа оборудования, группы, массы и размеров поковки.

Для этого определяем сначала массу и объем поковки:

При расчёте М_П берётся половина «+» допуска для внешних размеров и половина «-» - для внутренних размеров (d_отв)

Объём поковки определяется по чертежу с увеличением наружных размеров на половину положительного отклонения и с уменьшением внутренних на половину отрицательного отклонения.

На угар берём 2%.

Выбираем D_заг стандартный (1 том, Семёнов, стр. 76)

D_заг = 33 мм (сталь горячекатаная круглая, ГОСТ 2590-71)

Выбираем стандартный 6 метровый пруток, при раскрое 6 метрового прутка получаем незначительный концевой отход.

L_прутка = 6 м.

6. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРНОГО РЕЖИМА ДЕФОРМАЦИИ И ВЫБОР СПОСОБА НАГРЕВА ЗАГОТОВКИ

Температурный интервал штамповки для данного материала заготовки устанавливается по ряду показателей, которые связаны с изменением температуры: пластичность, сопротивление деформированию, изменение размеров зерна при нагревании и различных степенях деформации, фазовое состояние и т.д. Эти интервалы установлены практически и собраны в таблицы [1].

Справочник. Том 1., стр. 99:

Марка стали	Температура начала ковки максимальная в ^°С	Температура конца ковки в ^°С	Рекомендуемый интервал температур ковки в ^°С
не выше	не ниже
15ХГНТА				1180 – 800

При выборе способа нагрева и типа нагревательного устройства учитывают: способ штамповки, свойства материала, тип производства, условия труда. Нагрев металла нужно делать с максимально возможной скоростью, что уменьшает рост зерна, угар и глубину обезуглероженного слоя.

Нагрев исходной заготовки осуществляем в газопламенной печи до температуры С. Заготовка штампуется с одного нагрева. Её начальная температура должна быть не ниже . [1].

Время нагрева заготовки определяется по эмпирическим зависимостям, проверенным практикой и табличными данными.

Время нагрева в индукторе согласно табличным данным до температуры 1250º С заготовки диаметром 33 мм составляет 46 сек. [4].

Охлаждение заготовок начинается сразу после выдачи из заготовки из печи, в процессе транспортировки к молоту, в процессе штамповки. Процесс охлаждения заканчивается после штамповки, когда температура постепенно снижается до температуры окружающего пространства.

Потери металла на угар составляют 2 % при использовании газопламенного нагрева.

 

 

7. РАСЧЕТ УСИЛИЙ И ВЫБОР ШТАМПОВОЧНОГО ОБОРУДОВАНИЯ

Расчет усилия штамповки проводится на основании известных зависимостей, проверенных практикой. При этом необходимо правильно определить температурные условия деформации и принять соответствующие значения усилий, коэффициентов трения и прочностных характеристик.

Необходимое усилие для молота двойного действия:

где b – ширина мостика; - приведенный диаметр поковки, - длина поковки, - средняя ширина поковки в плане.

Ближайший больший паровоздушный штамповочный молот (по массе падающих частей) это молот МА2139 с МПЧ 0,63 т по ГОСТ 7024 – 75.