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

16 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

66618. Канали QPSK з Rayleigh Fading та AWGN 804.45 KB
  Звернути увагу на сузір’я блоку Rayleigh Output та на лічильних помилкових бітів.(другий рядок в блоці Display1). Коли точки на діаграмі розміщені в відповідних квадрантах кількість помилок на змінюється. При переміщенні (повороті) діаграми...
66619. Виды АРУ приемных устройств РЛС. Работа АРУ с обратной связью 371.16 KB
  Мощность отраженного радиолокационного сигнала принимаемого от отражающего объекта, изменяется прямопропорционально четвертой степени дальности или удвоенного времени распространения энергии зондирующего радиолокационного сигнала до этого объекта.
66620. Дирижерская интерпретация музыкального произведения (генезис и эволюция) 196.5 KB
  В истории научной мысли дирижирование, как деятельность и вид музыкального исполнительства, является своеобразным «оплотом» творческого лагеря, правила и особенности существования в котором, казалось бы, не подвластны объяснению. Действительно, количество парадоксальных и взаимоисключающих явлений...
66622. ТЕНДЕНЦІЇ РОЗВИТКУ КОМП’ЮТЕРНИХ ТЕХНОЛОГІЙ В НАВЧАННІ І ВИХОВАННІ 56.73 KB
  Основною метою державної політики в галузі освіти є створення умов для розвитку особистості й творчої самореалізації кожного громадянина України, оновлення змісту освіти та організації навчально-виховного процесу відповідно до демократичних цінностей...
66626. Модели роста народонаселения 3.26 MB
  Человечество, как биологический вид, подчиняется биологическим законам роста, в который включены общие для живых организмов процессы рождения и гибели. Долгое время рост и развитие человечества рассматривались как цепь исторических событий, различных для разных стран, а количественное описание казалось малоинформативным.