ID: 3409

Название работы: Hазработка технологического процесса штамповки шестерни

Категория: Курсовая

Предметная область: Производство и промышленные технологии

Описание: В данной курсовой работе представлена разработка технологического процесса штамповки шестерни. Курсовая работа состоит из расчетно-пояснительной записки и графической части. В пояснительной записке выбирается метод штамповки, и метод нагрева заготов...

Язык: Русский

Дата добавления: 2012-10-31

Размер файла: 165.22 KB

Работу скачали: 120 чел.

В данной курсовой работе представлена разработка технологического процесса штамповки шестерни. Курсовая работа состоит из расчетно-пояснительной записки и графической части.

В пояснительной записке выбирается метод штамповки, и метод нагрева заготовок, рассчитывается объем и вес детали размеры, по ГОСТу 7505-89 определяются: группа металла, группа сложности, группа точности, исходный индекс; назначаются припуски на механическую обработку, допуски на штамповку, на смещение, кузнечные напуски, штамповочные уклоны, радиусы скруглений и допуски на радиусы, выбирается облойная канавка, форма перемычки и производится расчет ее толщины,  проектируются переходы штамповки, определяются размеры полуфабрикатов по переходам, усилия операций, выбираются ножницы для резки и пресса для штамповки и обрезки облоя с прошивкой. В графической части представлен чертеж пакета штампа для кривошипного горячештамповочного пресса и чертеж поковки, в которую тонкими линиями вписан контур чистовой детали.

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).

До XVI в. ручная ковка с использованием горна, наковальни и кувалды была единственным способом обработки металлов давлением. В XVI в. появляются первые механические молоты с приводом от вододействующих машин (водяные молоты). На Урале они впервые появились в Юрюзани.

На рубеже XVII – XIX вв. начинают применять штамповку на молотах и прессах. В России штамповка впервые была освоена на тульском оружейном заводе. Кузница ТОЗ была оснащена канатными штамповочными молотами с ручным приводом и вертикальным, обрезным и чеканочным прессами с ручным приводом.

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.

Первый вклад науки в технологию ковки стал доклад великого русского металлурга Чернова, опубликованный в 1868 г. В нем изложены основы для теоретического обоснования температурных интервалов ковки с учетом температур фазовых превращений стали.

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.

Начиная с XX в., наблюдается переход с ковки на штамповку, совершенствуются  кузнечно-штамповочное оборудование, приемы ковки и штамповки, что влечет за собой снижение трудоемкости механической обработки. Штамповочные цехи машиностроительных заводов начинают из разряда заготовительных переходить в разряд основных обрабатывающих цехов, выпускающие готовые или почти готовые изделия.

Первый в России современный цех горячей штамповки был пущен в Ленинграде в 1928 году. В 30-х годах построены штамповочные цеха на заводах в Сталинграде, Челябинске, Харькове, Москве и др.

Из-за резкого роста машиностроения и серийности производства в               50-60-е гг. в кузнечном производстве наблюдается особое развитие: появляются специальные стали и  сплавы, для обработки которых требовалось специальное оборудование и технологии.

В современном машиностроении изготовляют заготовки и детали массой от грамма до сотен тонн и размерами от миллиметра до десятка метров. Тенденция отечественной промышленности, направленная на метало- и энергосберегающую технологию, потребует еще большего развития кузнечно-штамповочного оборудования.

Технологический процесс ковки и штамповки относительно прост в осуществлении, отличается высокой экономичностью (в настоящее время специальными видами штамповки получают детали машин, пригодных для сборки без механической обработки) и производительностью. В процессе пластической деформации металла происходят изменения в структуре металла, измельчается зерно, металл приобретает волокнистую структуру, вследствие этого повышаются прочностные и пластические свойства металла. Направление волокон кованных и штампованных деталей повторяет конфигурацию детали, поэтому даже при единичном и мелкосерийном производстве наиболее ответственные детали получают только штамповкой.

Все преимущества и недостатки штамповки можно показать на примере разработки какого-либо технологического процесса. Поэтому для более наглядного примера в данной курсовой работе выбрана тема «Разработка технологического процесса штамповки шестерни ».

Обоснование выбора метода штамповки

При разработке технологического процесса штамповки, необходимо учитывать все преимущества и недостатки того или иного существующих на данный момент методов обработки, видов оборудования, а так же характер работы самой детали, её нагруженность.  

При объемной штамповке широко используют КГШП благодаря следующим  преимуществам по сравнению с молотами [3]:

1.  более высокая точности размеров получаемых на КГШП поковок из-за постоянства хода пресса и определенности нижнего положения ползуна, что позволяет уменьшить отклонения размеров поковок по высоте, точного совпадения верхней и нижней частей штампа;
2.  увеличенному коэффициенту использования материала вследствие более совершенной конструкции штампов, наличия выталкивателей, что уменьшает штамповочные уклоны, припуски, напуски и допуски;
3.  улучшенным условиям труда вследствие меньших шумовых эффектов, вибрации и сотрясения почвы, что позволяет устанавливать КГШП в зданиях облегченной конструкции;
4.  возможности применения автоматических перекладчиков заготовок;
5.  более высокой производительности, т.к. деформация происходит за один ход, а на молоте – за несколько ударов;
6.  более высокому КПД, достигшему 6-8%, экономический (приведенный к энергии топлива) КПД пресса в 2-4 раза выше, чем у молота;
7.  снижению себестоимости продукции за счет снижения расхода металла и эксплуатационной стоимости.

К недостаткам КГШП и штамповки на этих прессах (по сравнению с молотовыми) относят:

1.  более высокую (в 3-4 раза) стоимость КГШП при сопоставимых мощностях КГШП и молота;
2.  меньшая универсальность - из-за жесткого хода ползуна не применяют подкатку и протяжку заготовок;
3.  необходимость очистки от окалины заготовок перед штамповкой, т.к. деформация происходит за один ход пресса при равномерном нагружении и окалина может быть заштампована в поверхность поковки;
4.  необходимость применения большего числа ручьев при получении поковок сложной формы из-за худшего заполнения глубоких полостей;
5.  более сложные конструкции штампов и их регулирование;
6.  возможность заклинивания и поломки прессов при крайнем нижнем положении ползуна, на вывод из которого затрачивается много времени

Несмотря на ряд имеющихся недостатков,  преимуществ КГШП для данного вида деталей намного больше, следовательно, выбираем штамповку на КГШП.

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 800-1300ОС 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 Гц  [2].

расчет обЪема и веса детали

На рисунке 1 приведена схема разбивки детали на элементарные объемы. Объем детали будет равен алгебраической сумме  элементарных объемов.

Рисунок 1 – Схема разбивки детали на элементарные объемы

Рассмотрим элемент, объем которого мы можем найти по формуле (1)

VΙ = V1-VА-VВ- VС-VД-VЕ-VЖ VЗ  ,                        (1)

где объем V1 - объем полого цилиндра:

Vпол. цил. = 0,785 ∙ h ∙ (D2 – d2),                                         (2)

V1=0,785∙ 34 ∙ (192,7762 – 972)=740743,22 мм3

объем VА – объем четверти тора:

VА=2,47r2(D-0,848r),      (3)

VА=2,47∙102((97+20)-0,848∙10)=26804,44мм3

объем VВ - объем четверти тора:

VВ=2,47r2(D+0,848r),      (4)

VВ=2,47∙102((172-20)+0,848∙10)=39638,56мм3

объем VС – объем полового цилиндра, находим по формуле (2)

VС=0,785∙102(1522-1172)= 73907,75 мм3

объем VД – объем восьми отверстий, имеющих форму цилиндра:

Vцил. = 0,785∙h∙D2,       (5)

VД=8∙0,785∙7∙92=3560,76 мм3

объем VЕ – объем восьми отверстий, имеющих форму усеченного конуса:

VЕ= H(D2+Dd+d2),      (6)

VЕ = ∙3(152+15∙9+92)=2769,48мм3

объем Vж- объем полового цилиндра, находим по формуле (2)

Vж=0,785∙14(1752+1132) = 6237,44 мм3

объем Vз – объем четверти тора, находится по формуле (4)

Vз = 19596,58 мм3

VΙ  = 378228,20 мм3

Рассмотрим второй элемент, объем которого мы можем найти по формуле (6)

VΙΙ = V2-VК-VИ ,     (7)

где объем V2- объем цилиндра, находим по формуле (5)

V2 = 0,785∙972∙56=413619,64 мм3

объем VК- объем цилиндра, находим по формуле (5)

VК = 0,785∙772∙56=260638,84 мм3

объем VИ- объем двух конических кольца:

VИ = 0,524(3D-2d)dH ,     (8)

VИ = 2∙0,524(3∙97-2∙3,5)3,5∙11=11458,83 мм3

VΙΙ=141521,97 мм3

Рассмотрим третий элемент объем, которого VΙΙΙ – это объем зубьев колеса, и он равен объему полого цилиндра (формула (2)), умноженному на коэффициент, равный 0,55:

VΙΙΙ =∙0,55 0,785∙34(210,782 – 192,782) = 106655,70мм3,   (9)

Складывая объемы трех этих элементов найденные по формулам (1), (7), (9) получим объем всей детали:

VД = VΙ+VΙΙ+VΙΙΙ   ,                        (10)

где  VД - объем детали;

 VΙ ,VΙΙ,VΙΙΙ – объемы, получаемые по формулам (1,7,9).

VД= 626405,87 мм3 = 626,406 см3

Теперь, зная объем детали, найдем массу детали по формуле (11):

МД = VД ∙ ρ,                                                    (11)

где ρ - плотность материала, =7,8 г/см3.

МД = 626,406 ∙ 7,8 = 4917,29 г

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

Расчет ведем по ГОСТ 7505-89.

Группа стали назначается, исходя из среднего массового содержания углерода или легирующих элементов. Материал – Cталь 20ХН3А ГОСТ 4543-71, суммарная массовая доля легирующих элементов 4%, а значит группа стали М2.

Степень сложности определяется путем вычисления следующего

отношения  (11):

Сi = ,                                                           (12)

где VПОК – объем поковки;

     VФ - объем геометрической фигуры, в которую вписывается форма детали (рисунок 2).

Рисунок 2 – Геометрическая фигура, в которую вписывается форма детали

Для данной детали описанной фигурой будет являться цилиндр, размеры которого увеличены на 1,05. Найдем объем этого цилиндра по формуле (2):

VФ = 0,785 ∙ 58,8 ∙ 221,322 = 2260936,19 (мм3).

Объем поковки на данном этапе находится по формуле (13):

VПОК = VД ∙ КР,                                                      (13)

где КР – расчетный коэффициент, КР = 1,7.

VПОК =626405,87 ∙ 1,7 = 1064889,97 (мм3).

Сi =  = 0,47.

По расчету получаем степень сложности поковки С2.

Класс точности поковки устанавливается в зависимости от технологического процесса и оборудования для ее изготовления, а также исходя из предъявляемых требований к точности размеров поковки. Согласно ГОСТ 7505-89 выбираем
4-й класс точности – Т4.

Массу поковки найдем по формуле, аналогичной формуле (11):

МПОК = 1064,889 ∙ 7,8 = 8306,1 г

Исходный индекс для последующего назначения основных припусков, допусков и допускаемых отклонений определяется в зависимости от массы, марки стали, степени сложности и класса точности поковки по ГОСТ 7505-89.
В данном случае исходный индекс 14.

НАЗНАЧЕНИЕ припускОВ, кузнечных напусков и Допусков

Все припуски, напуски и допуски назначаются по ГОСТу 7505-89.

Основные припуски на механическую обработку:

2 – диаметр 210,78 мм;

2,2 – диаметр77 мм;

2,3 – диаметр 56 мм;

1,7 – толщина 34 мм;

2 – диаметр 175 мм;

1,5 – толщина 10 мм;

2 – диаметр 172мм;

1,7 – диаметр 90 мм;

Дополнительные припуски, учитывающие:

1.  смещение по поверхности разъема штампа – 0,3 мм;
2.  отклонение от плоскости – 0,5 мм.

Кузнечные напуски: штамповочные уклоны на наружных поверхностях – 50, штамповочные уклоны на внутренних поверхностях – 70.

Для определения допусков необходимо найти размеры поковки:

диаметр 175 - 2 ∙ (2 + 0,3) = 170,4 ≈ 170,5 мм;

диаметр 172 - 2 ∙ (2+0,3) = 167,4≈167,5 мм;

диаметр 90 + 2 ∙ (1,7 + 0,3) = 94 мм;

диаметр 210,78 + 2 ∙ (2+0,3) = 215,38≈215,5 мм;

диаметр 77 - 2 ∙ (2,2+0,3) = 72;

толщина 10 + 2 ∙ (1,5+0,5) = 14 мм;

толщина 56 + 2 ∙ (2,3+0,5) = 61,6≈61,5 мм;

толщина 34 + 2 ∙ (1.7+0,5) = 38,4≈38,5 мм;

Допускаемые отклонения размеров:

диаметр 170,5 ;

диаметр 167,5 ;

диаметр 94;

диаметр 215,5 ;

диаметр 72;

толщина 14;

толщина 61,5 ;

толщина 38,5 ;

Допуск размеров, не указанный на чертеже поковки, принимается равным 1,5 допуска соответствующего размера поковки с равными допускаемыми отклонениями.

Неуказанные допуски радиусов закругления – 0,5 мм.

Допускаемая величина смещения по поверхности разъема штампа  - 0,8 мм.

Допускаемая величина остаточного облоя – 1мм.

Допускаемая величина высоты заусенца на поковке по контуру обрезки облоя не должна превышать 5мм

Размеры поковки и их допускаемые отклонения  представлены на чертеже 1.

выбор формы перемычки. Ее расчет

Выбираем плоскую перемычку, ее толщину S можно определить по формуле (13):

,                                                 (13)

где  d – диаметр основания, d=72 мм;

 h – высота до перемычки сверху.

На рисунке 3 приведена схема перемычки с обозначением всех размеров.

Рисунок 3 – Схема перемычки

Высота до перемычки h находится по приближенной формуле (14):

h = 0,5H.                                                   (14)

Подставим известные величины и найдем h и S:

h = 0,5 ∙ 61,5 = 30,75 (мм);

S =  = 7 (мм).

Выбор облойной канавки

Выберем основной тип канавки, у которой магазин открыт полностью с одной стороны (рисунок 4):

Рисунок 4 – Схема облойной канавки

Для канавок круглых в плане высоту облойной канавки рекомендуют брать по следующей зависимости (формула (15)):

h = 0,02Dп,                                                      (15)

где Dп – наружный диаметр поковки в плане, Dп=215,5 мм.

Получаем:

h = 0,02 ∙ 215,5 = 4,31 мм

Принимаем высоту канавки h равной 4 мм.

Определим другие размеры облойного мостика и магазина:

b = 12 мм,

h1 = 12 мм,

R = 30 мм,

r = 5 мм.

проектирование переходов штамповки

Для штамповки данной детали необходимо спроектировать три ручья: осадка, черновой и чистовой ручьи. Разработка технологии начинается с проектирования чистового ручья по горячим размерам поковки, которые на 1,5% больше холодных размеров.

По горячим размерам поковки вычерчивается чистовой ручей штампа.

После разработки чистового ручья проектируется черновой ручей. Штамповочные уклоны чернового и чистового ручьев штампа одинаковы. Объем перемычек в чистовом и черновом ручье одинаков. Объем чернового ручья в открытом штампе должен быть примерно на 5 % больше чистового ручья. Свободное вхождение полуфабриката после черного ручья в чистовой достигается уменьшением наружных и увеличением внутренних диаметральных размеров.

Наружные диаметральные размеры полуфабриката после чернового ручья находятся по формуле (16):

Dнчерн = Dчист – Dчист ∙ k ∙ tOC,                                         (16)

где Dчист – соответствующий диаметральный размер в чистовом ручье;

     k – коэффициент линейного расширения, k = 12 ∙  10-6;

     tOC – температура штамповки, tOC = 1000OC.

Подставим численные значения и получим:

215,5 – 215,5 ∙ 12 ∙ 10-6 ∙ 1000 = 212,9 мм;

94 – 94 ∙ 12 ∙ 10-6 ∙ 1000 = 92,9 мм.

Внутренние диаметральные размеры полуфабриката после чернового ручья находятся по формуле (17):

Dвчерн = Dчист + Dчист ∙ k ∙ tOC.                                        (17)

Подставим численные значения и получим:

72 + 72 ∙ 12 ∙ 10-6 ∙ 1000 = 72,9 мм;

167,5 + 167,5 ∙ 12 ∙ 10-6 ∙ 1000 = 169,5 мм;

170,5+170,5 ∙ 12 ∙ 10-6 ∙ 1000 = 172,6 мм;

101+101 ∙ 12 ∙ 10-6 ∙ 1000 = 102,2 мм;

Высотные размеры полуфабриката после чернового ручья будем находить из равенства объемов кольцевых частей чистового и чернового ручьев. Кольцевая часть чернового ручья будет несколько выше аналогичной кольцевой части чистового.

Для расчета  чернового ручья воспользуемся рисунком 5.

Рисунок 5 – Схема к расчету высот чернового ручья

С помощью формулы (3) рассчитаем объемы колец чистового ручья и затем найдем высоты чернового.

V1 = 0,785 ∙ 38,5 ∙ (215,52 – 167,52) = 555610,44 мм3;

V2 = 0,785 ∙ 61,5 ∙ (942 – 722) = 176309,43 мм3;

V3 = 0,785 ∙ 19 ∙ (151,52 – 1172) = 138161,37 мм3;

V1черн = 0,785 ∙ Х1 ∙ (212,92 – 167,52)  = 1,05 V1 => Х1=42,7 мм;

V2черн = 0,785 ∙ X2 ∙(92,9 2 – 72,92) = 1,05 V2 => Х2=67,7 мм;

V3черн = 0,785 ∙ X3 ∙(153,5 2 – 118,22) = 1,05 V2 => Х3 =18,6 мм.

Расчет заготовки

Объем заготовки рассчитывается по следующей зависимости (формула (18)):

,                                      (18)

где  Vпок – объем поковки c учетом износа штампа;

 Vпер – объем перемычки;

 Vобл - объем облоя;

  k – коэффициент, учитывающий угар металла при нагреве; при индукционном нагреве k принимается равным 0,005…0,01.

Рассчитаем объем поковки (рисунок 6):

Рисунок 6 – Эскиз поковки

Vпок = V1-V2-V3-V4-V5-V6+V7-V8 +V9+V10+V11+V12 = 0,785 ∙ 37,7 (216,72 – 1012) – 2,47 ∙82 ∙ (152,9 + 0,848 ∙ 8) - 2,47 ∙82 ∙ (117 - 0,848 ∙ 8) - 0,785 ∙ 8 ∙ (152,92 – 1172) -4355,76 -  0,785 ∙ 8 ∙ (171,92 – 1172) + 0,785 ∙ 60,6 ∙ (1012 – 71,52) - 2[0,524 (3∙101-2∙3,05) 3,05∙11,55] + 0,785 ∙ 7 (71,52 – 64,82) +2[0,524 (3∙71,5-2∙3,35) 3,35∙27,7] + 0,785 ∙ 4 (219,82 – 216,72) + 2[0,524 (3∙216,7-2∙1,55) 1,55∙17,65]   = 1109031,87 мм3

Рассчитаем объем облоя (формула (14)):

,                                                (19)

где  РП – периметр поковки по линии разъема штампа;

 В – ширина облоя в магазине; при весе поковки свыше 2кг, В = 20 мм.

Периметр поковки по линии разъема штампа находится по формуле (20):

РП = πD,                                                          (20)

где D – наибольший диаметр поковки.

РП = 3,14 ∙ 215,5 = 676,67 мм

Vобл = 676,67 ∙ (12 ∙ 4 + 20 ∙ 12) = 194880,96 мм3

Объем перемычки вычислим по формуле (2):

Vпер = 0,785 ∙ 7 ∙ 64,82 = 23073,72 мм3

Подставим найденные значения в формулу (20) и найдем объем заготовки:

Vзаг = (1109031,5 + 23073,72 + 194880,96) ∙ (1 + 0,0075) = 1336938,95 мм3

После определения объема исходной заготовки находят ее размеры. Для круглых поковок, штампуемых в торец, диаметр заготовки определяют по формуле (21):

,                                   (21)

где  m – отношение длины исходной заготовки к ее диаметру; рекомендуется значения 1,2…1,5.

 (мм).

По найденному значению do  выбираем ближайший по сортаменту прокатный профиль с размером dзаг = 110мм обычной точности [2].

Определим длину заготовки по формуле (22):

Lзаг =   .                                                          (22)

Получим следующий численный результат:

Lзаг =  = 141 мм

Учитывая допуск на длину при резке, выбираем Lзаг = 142 мм.

Расчет усилия резки. Выбор ножниц

Резка круглого проката, диаметром 110 мм и длиной 142 мм, происходит при t = 550 °С

Усилие резки определяется по формуле (23):

Pср = 1,4Fср σв,                                              (23)

где  σв = 250 МПа;

 Fср – площадь реза.

Площадь реза определим по формуле (24):

Fср = 0,785dзаг2.                                             (24)

Подставим числа и получим:

Pср = 1,4 ∙ 0,785 ∙ 1102 ∙ 250 = 3324 кН

Рпр = 1,24∙3324=4122 кН

Выбираем ножницы – Н1538.

Техническая характеристика ножниц [2]:

1 номинальное усилие – 6300 кН;

2 число ходов в мин. – 20;

3 наибольший размер сечения разрезаемого проката – круг, d = 140 мм;

4 наибольшая длина отрезаемой заготовки – 630 мм;

5 мощность привода – 55 кВт;

6 габаритные размеры – 7360х4020х4600;

7 масса –  39,4 т.

 Расчет усилия штамповки и ВЫБОР пресса

Операция штамповки происходит при t = 800 °С. Усилие штамповки в открытых штампах для круглых в плане поковок вычисляется по формуле (25):

Pшт = σS((1,5 +0,5)Fоб + (1,5 +  + 0,88)Fпок),                     (25)

где σS – истинное сопротивление деформации для данных температурно-скоростных условий деформации;

      b – ширина облойного мостика, 8 мм;

      h – толщина мостика облоя, 4 мм;

      Fоб – площадь проекции облоя на плоскость разъема;

      d – диаметр поковки, 219,8 мм;

      Fпок – площадь проекции поковки на плоскость разъема.

Площадь проекции облоя на плоскость разъема – по формуле (26):

Fоб = 0,785 ∙ (D 2 – d2).                                     (26)

Площадь проекции поковки на плоскость разъема – по формуле (27):

Fпок = 0,785 ∙ (D 2 – d2).                                             (27)

Подставив численные значения, получим:

Fоб = 0,785 ∙ (235,8 2 – 219,82) = 5722,34 мм2;

Fпок = 0,785 ∙ (219,8 2 – 64,82) = 34628,71 мм2;

P расчшт = 76,5 ∙ ((1,5 +0,5 ) ∙ 57 + (1,5 +  + 0,08 ∙ ) ∙ 34628,71) = 22011 кН.

Р шт = 1,2 Pрасчшт = 1,2 ∙ 22011=27514 кН

Техническая характеристика пресса [2]:

1.  усилие 4000 т (40000 кН);
2.  ход ползуна 400 мм;
3.  число непрерывных ходов ползуна, в мин-1, не менее 50;
4.  закрытая высота штампа 1000 мм;
5.  величина регулировки расстояния между ползуном  столом 10-20 мм;
6.  размеры стола 1570х1620 мм;

РАСЧЕТ УСИЛИЯ ОБРЕЗКИ ОБЛОЯ И ПРОШИВКИ ОТВЕРСТИЯ И ВЫБОР ОБРЕЗНОГО ПРЕССА

Операции обрезки облоя и прошивки отверстия проводят при t = 600 °С Усилие обрезки облоя и прошивки отверстия будут вычисляться по формуле (28). Площадь реза для обрезки облоя является цилиндрической и будет находится также по формуле (28):

Fcробл = πDh,                                                     (28)

где D – диаметр поковки, 133,05 мм;

      h – высота реза, 8,8 мм.

Площадь реза для прошивки перемычки будет определяться по этой же формуле (28), где высота реза 9 мм. Получаем:

Fcробл = 3,14 ∙ 219,8 ∙ 8,8 = 6073,5мм2;

Fcрпер = 3,14 ∙ 64,8 ∙ 9 = 1831,2 мм2;

Pсробл = 1,4 ∙ 6073,5∙ 250 = 2126 кН;

Pсрпер = 1,4 ∙ 1831,2 ∙ 250 = 641 кН.

Операция прошивки отверстия и обрезки облоя будет выполняться одновременно в одном штампе, поэтому выбор оборудования производится по суммарному усилию обрезки и прошивки:

РΣ = 2126 + 641 = 2767 кН

Техническая характеристика обрезного пресса:

1.  усилие 4000 кН;
2.  ход ползуна 400 мм;
3.  число ходов пресса, в мин-1,25;
4.  наибольшее расстояние между столом и ползуном 630 мм;
5.  размеры стола 1000х1000 мм.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В курсовой работе разработан технологический процесс штамповки  на КГШП поковки, которая будет являться заготовкой для дальнейшего изготовления шестерни. Эти детали являются тяжелонагруженными и устанавливаются в ответственные узлы механизмов, что в свою очередь диктует способ их изготовления: КГШП обеспечивает как прочностные характеристики, так и высокую точность размеров, т.к. КГШП имеет жесткий ход ползуна. Так же можно говорить о высокой производительности данного способа изготовления заготовок.

В курсовой работе:

I Разработан пакет КГШП со сменными вставками, в случае необходимости замены штампуемой детали можно заменит лишь вставки, что является достаточно экономичным с точки зрения затрат на инструмент.

II Установлено количество и последовательность операций технологического процесса:

1.  резка проката на заготовки;
2.  нагрев в индукционных нагревателях;
3.  штамповка:
4.  осадка заготовки;
5.  штамповка в черновом ручье;
6.  штамповка в чистовом ручье;
7.  обрезка облоя и прошивка отверстия.

III Определены требуемые усилия на всех операциях технологического процесса. Выбрано оборудование, на котором рациональнее всего производить операции технологического процесса.

IV Разработан чертеж штампа.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1.  ГОСТ 7505-89. Поковки стальные штампованные: допуски, припуски и кузнечные напуски. – М.: Издательство стандартов – с. 2-37
2.  Ковка и штамповка / Е.И. Семенов, А.О. Ганаго, Л.И. Живов и др.  – М.: «Машиностроение», 1985  - Т.1. – 194 с., с. 253-265, 296-297
3.  Ковка и штамповка / Е.И. Семенов, А.О. Ганаго, Л.И. Живов и др.  – М.: «Машиностроение», 1985  - Т.2. – с. 176-203