70984

Разработка технологического процесса горячей объёмной штамповки поковок детали «кронштейн» из стали ЭП866

Курсовая

Производство и промышленные технологии

В данном курсовом проекте рассматривается разработка технологического проекта, штамповой оснастки для детали кронштейн. Данная деталь входит в состав турбины и работает при высоких температурах, поэтому она изготовляется из жаропрочной стали 15Х16К5Н2МВФАБШ (ЭП 866).

Русский

2014-10-31

134.5 KB

15 чел.

Московский Государственный Университет

Приборостроения и Информатики

Факультет: технологической информатики

Кафедра: Информационные технологии ОМД

Курсовой проект по технологии ковки и объёмной штамповки

На тему: Разработка технологического процесса горячей объёмной штамповки поковок детали «кронштейн» из стали ЭП866

Выполнил: студент 4 курса

                   группы ТИ-2

                   Князев Я.О.

Руководитель проекта: проф., дтн                 Осадчий В.Я.

Проверил: доцент, ктн Леняшин В.Б.

Москва 2009.

Задание.

         Введение

  1.  Разработка чертежа поковки
  2.  Выбор исходной заготовки.
  3.  Выбор и расчёт переходов штамповки.
  4.  Выбор штамповочного оборудования
  5.  Выбор режима нагрева и нагревательного оборудования
  6.  Выбор отделочных операций.
  7.  Разработка конструкции штамповой оснастки.
  8.  Карта техпроцесса.

Заключение

         Список используемых источников

         Приложение


Введение.
В данном курсовом проекте рассматривается разработка технологического проекта, штамповой оснастки для детали кронштейн. Данная деталь входит в состав турбины и работает при высоких температурах, поэтому она изготовляется из жаропрочной стали 15Х16К5Н2МВФАБШ (ЭП 866). Деталь выполняется серийно, следовательно штамповать её мы будем на КГШП, а поскольку в центре поковки есть бурт, то перед штамповкой на КГШП, заготовку будем высаживать на ГКМ. Из-за большого перепада площади поперечного сечения на концах и в центре поковки будем разрабатывать процесс открытой штамповки.

1. По чертежу детали (лист 1) разрабатываем чертёж штамповки (лист 3) используя ОСТ 1.41187-78 учитывая ТУ чертежа. На чертеже детали знаком  обозначены обрабатываемые поверхности, цифра после знака обозначает класс точности.

Отверстия диаметром 6,2 мм и 7 мм, а так же крепёжное отверстие М12х1,5 не делаются, так как меньше 30 мм.

Согласно ОСТу назначаем припуски на механическую обработку и допуски на размеры, учитывая требуемый класс точности.

На размер 154мм припуск и допуск мм;

                  25 мм – мм;

                  5 мм – мм;

                  3 мм – мм;

                  421,5мм – 419,5мм

Остальные поверхности не обрабатываются.

Штамповые уклоны равны 7˚, радиуса закругления 2,5мм

2. Рассчитаем объём и массу заготовки

      Vзаг.= Vпок+Vобл + Vуг

    где Vзаг – объём заготовки, м3

           Vпок – объём поковки (рассчитываем при помощи программы t-flex),м3

            Vобл. – объём облоя (рассчитываем при помощи программы t-flex),м3

           Vуг – объём метала идущий на угар ,так как будем использовать                 электронагрев то на угар будет расходоваться приблизительно 1% нагреваемого металла следовательно:

    Vуг= 0,01(Vпок+Vобл)   

      Vпок=4,64*10-5 м3

          Vобл.=3,59*10-5 м3

      Vуг= 0,01*(4,64*10-5 +3,59*10-5)=8,23*10-7 м3   

      Vзаг.= 4,64*10-5 +3,59*10-5 + 8,23*10-7=8,3123*10-5 м3=83123мм3

Примем диаметр заготовки равный среднему диаметру поковки. Средний диаметр поковки можно найти по формуле:

   .

    где Sср – средняя площадь поперечного сечения, находиться по формуле:

  .

    где Smax и Smin – максимальная и минимальная площадь поперечного сечения (Smax=742,2мм2; Smin=93,6мм2).

.

.

Длину заготовки найдём исходя из объёма заготовки по формуле:

.

мм.

Рассчитаем массу заготовки

      Мзаг= Vзаг

    где Мзаг – масса заготовки, кг

           ρ – плотность стали 15Х16К5Н2МВФАБШ (7830 кг/м3)

      Мзаг=9,2308*10-5 *7830=0,72 кг      

3. Выберем переходы штамповки:

Поскольку наша штамповка это штамповка удлинённой формы с буртом в середине, то делать её мы будем на КГШП, штампую по образующей, но поскольку разница между площадью поперечного сечения  на бурте и на концах штамповки достаточно велико (648,3мм2), то введём заготовительную операцию: высадка на ГКМ.

Разработаем эскиз штамповки на ГКМ (лист 2). Длинна штамповки на ГКМ должна быть равна длине штамповки на КГШП, при этом должно соблюдаться равенство объёмов. Длину высаживаемого бурта примем равным длине бурта на штамповке (30 мм). Согласно ОСТ 1.41187-78 назначим допуски:

на 30мм допуск мм;

    35мм – мм;

    158мм – мм;

    23,5мм – мм;

Проверим возможно ли высадить заготовку в 1 переход, для этого должно выполняться неравенство:

     lсмещ/Dсдв<1,7

     где, Dсдв – средний диаметр до выдавливания;

             lсмещ – смещенная длинна, её можно найти по формуле:

     lсмещ=li-1-(li-lбурт)

    где, li-1 – длинна заготовки перед выдавливанием;

           li – длинна заготовки после выдавливания;

           lбурт – длинна бурта.

     lсмещ=200-(158-30)=72мм.

     72/23=3,1

Так как 3,1>1,7 то необходимо ввести ещё один переход.

Что бы можно было обойтись двумя переходами будем высаживать бурт сначала на длину 49 мм, а потом на длину 30мм. Составим чёртёж поковки считая, что объём поковки не меняется, так как в первом переходе все размеры обеспечиваются инструментом, то допуски не назначаются.

Рассчитаем для первого перехода отношение lсмещ/Dсдв=13/23=0,6. Так как 0,6<1,7 то данный переход можно выполнить. Рассчитаем для второго перехода отношение lсмещ/Dсдв=49/32=1,5. Так как 1,5<1,7 то данный переход можно выполнить.

4. Рассчитаем усилие высадки на ГКМ по формуле.

P= σт D2/4.

Где D – набольший диаметр; σт – предел текучести, при температуре 1000˚С  ( для данной стали σт=835Н/мм2); K – коэффициент определяемый в зависимости от вида штамповки (К=1)

P=1*3,14*835*352/4=802956Н=0,8МН

Выбираем из таблицы ГКМ с усилием больше расчётного: ГКМ 1МН

Рассчитаем усилие штамповки по формуле:

.

где μ0 – коэффициент внешнего трения на мостике облоя(μ0=0,5);

       bм, hм – ширина и толщина мостика облоя (берётся из таблицы);

       Fм – площадь проекции мостика облоя;

       а – средняя ширина поковки;

       Fп – площадь проекции поковки на площадь разъёма (Fп=4115 мм2).

.

bм=6мм.

Среднюю ширину поковки можно найти по формуле:

где  – максимальный габаритный размер поковки в плане.

Площадь мостика можно найти по формуле:

.

где П – периметр поковки (П=357 мм).

Выбираем из таблицы КГШП с ближайшим усилием больше расчётного: КГШП 25МН

5. Выберем термические режимы.

Данная сталь штампуется при температуре 950 – 1140˚С. Учитывая что эта марка стали прогревается приблизительно на 0,7 мм в минуту. Рассчитаем минимальное время нагрева.

Tmin=23/0.7=32 мин. Округляем до 30 минут.

Tmax=Tmin*1.5 (согласно СТП ФГУП ММПП «Салют»)

Tmax=30*1.5=45 мин.

Нагрев осуществляем в электропечи. После штамповки проводим нормализацию с 1090˚С, отпуск при температуре 650-700˚С и закалка в масло с 1100˚С. После закалки опять проводим отпуск при температуре 650-700˚С.

6. После штамповки на КГШП производим обрезку облоя, в горячем состоянии. Усилие обрезного пресса найдём по формуле

Pо=(0.07…0.1)Pкр.

где Pкр – усилие КГШП.

Pо=0,1*25=2,5МН.

Так как во время обрезки может происходить коробление детали, то вводим дополнительную операцию: правка. Правку будем проводить на КГШП в том же штампе в окончательном ручье в холодном состоянии.

7. Согласно эскизам разрабатываем штампы используя ГОСТ 5950-73.

При разработке блока матриц и пуансонов для ГКМ габариты для матриц и пуансонов возьмём из таблицы. Длинна матриц 250 мм, ширина 140 мм. Диаметр пуансона 50,8 мм, длинна до упора 100 мм, диаметр упора 120 мм. Размеры полости матриц и пуансона строим согласно эскизам. В пуансонах делаем отверстия для выхода воздуха для первого перехода диаметром 4 мм, для второго 3 мм.

При разработке штампов для КГШП назначаем размеры с учётом температурного расширения металла:

    На 158мм – 160,5мм;

          30мм – 30,5мм;

          20мм – 20,3мм;

          9мм – 9,8мм;

          40мм – 43,9мм;

          7мм – 7,1мм;

          4,8мм – 4,9мм.   

Штамповые уклоны равны 7˚, радиуса закругления 2,5мм

Обрезную матрицу и пуансон делаем соответственно размерам штампа КГШП.

8. Карта техпроцесса.

№ перехода

Эскиз

Операция и оборудование

1

Резка заготовки согласно эскизу

2

Нагрев 30-45мин. Эл. печь T=1140˚С

3

Высадка на        ГКМ 1МН

согласно эскизу

4

Нагрев 30-45мин. Эл. печь T=1140˚С

5

Штамповка на КГШП 25МН (смотри чертёж штамповки)

6

Обрезка облоя. Пресс 2,5МН

7

Правка на КГШП 25МН

Заключение. В данном курсовом проекте мы разрабатывали процесс открытой штамповки детали кронштейн из стали 15Х16К5Н2МВФАБШ (ЭП 866). Чтобы изготовить данную деталь нужны следующие операции:

  1.  Нагрев в элекропечи в течении 30-45минут, при температуре печи 1140˚С.
  2.  Высадка на ГКМ усилием 1 МН в наборном и формовочном ручье.
  3.  Нагрев в элекропечи в течении 30-45минут, при температуре печи 1140˚С.
  4.  Штамповка в окончательном ручье на КГШП усилием 25МН.
  5.  Обрезка облоя на прессе 2,5МН.
  6.  Правка на КГШП усилием 25МН в окончательном ручье без дополнительного подогрева

По чертежу штамповоной поковки мы разработали чертёж вкладышей штампа для КГШП и для ГКМ.

Коэффициент использования металла для данного технологического процесса равен 0,6.


Список используемых источников.

1. Семёнов Е.И. Ковка и штамповка: Справочник. т.2, М.: «Машиностроение», 1987

2. ОСТ 1.41187-78

3. СТП ФГУП ММПП «Салют»


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

39954. Одномерные течения несжимаемой жидкости. Ламинарное и турбулентное течения 344.5 KB
  При увеличении скорости воды картина изменялась струйка красителя сначала приобретала синусоидальную форму а дальнейшее увеличение скорости приводило к ее размыву что свидетельствовало о беспорядочном движении. Рейнольдс предположил что увеличение скорости потока приводит к возникновению какихто возмущений дестабилизирующих его структуру. Ускорение есть изменение скорости в единицу времени = u t. Одномерными называются течения в которых основные параметры потока зависят лишь от одной координаты направление которой совпадает с...
39955. Основы теории пограничного слоя 73.5 KB
  Основы теории пограничного слоя. Понятие пограничного слоя 8. Толщина пограничного слоя 8. Отрыв пограничного слоя.
39956. Основы теории подобия 362.5 KB
  Основы теории подобия План. На эти вопросы и отвечает теория подобия являющаяся основой современного физического эксперимента. В общем случае различают три вида подобия: геометрическое кинематическое и динамическое. Для площадей S и объемов V ; Применительно к физическим явлениям элементарные представления геометрического подобия расширяются и распространяются на все величины характеризующие данный процесс.
39957. Газодинамика как раздел механики сплошных сред 907.5 KB
  Краткий очерк развития механики жидкости и газа. Математический аппарат используемый в механике жидкости и газа [1. Газодинамика как раздел механики сплошных сред Многие машины и аппараты созданные к настоящему времени характеризуются перемещением газа или жидкости внутри их или перемещением самого аппарата в среде газа или жидкости. Целью курса Газодинамика является изучение явлений протекающих в газе и жидкости и закономерностей которым эти явления подчиняются.
39958. УРАВНЕНИЯ ГАЗОВОЙ ДИНАМИКИ ДЛЯ ЕДИНИЧНОЙ СТРУЙКИ 401.5 KB
  Предельная скорость движения газа. Уравнение неразрывности Выведем основные уравнения газовой динамики для элементарной струйки газа поперечные размеры которой настолько малы что в каждом ее сечении можно считать постоянными все основные параметры потока: скорость давление температуру и плотность газа. Чтобы получить уравнение неразрывности рассмотрим стационарное установившееся движение элементарной струйки газа рис. Элементарная струйка Рассмотрим некоторый участок струйки между двумя нормальными к поверхности тока сечениями 1 и...
39959. Элементы гидродинамики 441 KB
  Cилы действующие в жидкости 3.1 – Элементарный параллелепипед в потоке жидкости Грани бесконечно малой частицы жидкости имеющей в начале движения форму прямого параллелепипеда с ребрами dx dy dz с течением времени могут скашиваться и растягиваться рис.8 представляет собой уравнение неразрывности жидкости.9 Здесь под плотностью жидкости понимается предел отношения массы частицы к ее объему 3.
39960. ГАЗОДИНАМИЧЕСКИЕ ФУНКЦИИ 81 KB
  ГАЗОДИНАМИЧЕСКИЕ ФУНКЦИИ План лекции. Зависимость параметров потока в функции числа M. Зависимость параметров потока в функции скоростного коэффициента. Зависимость параметров потока в функции числа M.
39961. ДЕТАЛИ МАШИН И ОСНОВЫ КОНСТРУИРОВАНИЯ 10.06 MB
  1 а е: Ft Н окружная сила на барабане ленточного или на звездочке цепного конвейера; V м с скорость движения ленты или цепи; Dб мм диаметр барабана; Zзв число зубьев тяговой звездочки; Рзв мм шаг тяговой цепи.2 Вид передачи Твердость зубьев Передаточное число Uрек Uпред Зубчатая цилиндрическая: тихоходная ступень во всех редукторах uт 350 НВ 40. Термообработка зубчатых колес редуктора улучшение твердость зубьев 350НВ. Первая группа колеса с твердостью поверхностей зубьев Н  350 НВ Применяются в слабо и...
39962. Специализированный вычислитель (СВ) 194 KB
  При обращении ВчУ в режиме Чтение к ОЗУ по адресу 034320 обращение происходит в ячейке ДЗУ с адресом 134320. Специализированный вычислитель СВ относится к классу специализированных ЭВМ и предназначен для решения специфических задач обработки информации: 1. Отображение информации на рабочих местах РМ лиц боевого расчета; 3. Вычислительное устройство ВчУ является основным операционным устройством СВ предназначенным для обработки цифровой и логической информации реагирования на сигналы прерывания внешних устройстви управления...