Разработка технологического процесса изготовления штампованной поковки

Толщина среза облоя:Для определения фактической толщины при обрезке необходимо построить чертёж горячей поковки, получаемой после штамповки в окончательном ручье, представлен на рисунке 4.Обрезку облоя для поковки следует осуществлять в нагретом состоянии сразу после штамповки в окончательном ручье. Принимаем, что температура поковки после штамповки в окончательном ручье снижается до 900°С, тогда σВ=120МПа. Периметр для обрезки облоя Lобл≈521,15 мм. В результате получаем:-сила обрезки облоя:;3.5 Выбор заготовительных и штамповочных ручьёвПоковка принятой детали относится ко II группе 3-й подгруппе. Согласно общим рекомендациям [2, 3] для таких поковок следует применять высадочный и специальный протяжной ручей.Осадка исходной заготовки, иногда сопровождаемая выдавливанием или частичной прошивкой металла. По заготовке наносят один – два удара до получения требуемой высоты. Необходимо выполнения условия, при котором во время осадки не будет прогиба заготовки (H/d<2). В данном случае отношение высоты заготовки (180 мм) к диаметру заготовки (100 мм) равно 1,8.Условие выполняется. Чтобы заготовку было легко центрировать в ручье штампа ее осадили до диаметра 140 мм.Высота осаженной заготовки рассчитана по формуле:Рисунок 6 – Эскиз осаженной заготовкиПоковка относится к типу А и имеет простую конфигурацию, поэтому целесообразно применять только один штамповочный ручей – окончательный.По поковке наносят один удар или ряд ударов с возрастающей силой; число ударов зависит от сложности поковки, совершенства обработки исходной заготовки в заготовительных и предварительных ручьях и энергии применяемого молота. Для принятых размеров заготовки и форме поковки целесообразно проводить высадку заготовки и штамповку в окончательном ручье. При принятой форме высадку следует осуществлять с учѐтом последующей кантовки заготовки на 180° перед окончательной штамповкой (рисунок 7).Рисунок 7 – Эскиз заготовки после штамповки в высадочном ручье.Так как поковка после штамповки охлаждается, и её размеры уменьшаются, то для получения требуемых размеров поковки необходимо, чтобы размеры полости окончательного ручья были больше размеров холодной поковки на величину предполагаемой усадки. 3.6 Определение времени нагрева и термообработкиТемпературный интервал штамповки стали 12Х18Н9Т составляет 1200–850°С. Нагрев заготовок от нормальной температуры до температуры штамповки, с учётом выдержки для выравнивания температуры по сечениям, состоит из трёх этапов:1-й период – возникновение температурных напряжений;2-й период – форсированный нагрев заготовки с переходом в пластическое состояние;3-й период – выдержка заготовки (выравнивание температуры по сечениям).Общее время нагрева можно определить как:,где τ1, τ2, τ3– время нагрева заготовки на первом, втором и третьем этапах, соответственно.Упрощённый расчёт, проведённый по справочным рекомендациям, показал следующие результаты:время нагрева заготовки до температуры 800…850°С (первый этап) составляет:мин,где d – диаметр нагреваемой цилиндрической заготовки, см;время нагрева заготовки до температуры 1200…1250°С (второй этап) составляет при одиночном расположении заготовок на поде печи ≈10 мин, а при расположении вплотную – ≈20 мин;время выдержки заготовок при заданной температуре (третий этап) составляет ≈10мин.В результате общее время нагрева заготовки для последующей штамповки составляет:После штамповки необходимо провести термическую обработку с целью улучшения обрабатываемости резанием и создания требуемых в соответствии с чертежом свойств детали. Для принятого материала поковки наиболее подходящий метод термической обработки - это аустенизация.Аустенизациюпроводят при температуре 1050-1100°С в течение 1 часа с последующим охлаждением на воздухе или в воде.После термической обработки необходимо провести очистку поковок от окалины. Из-за сложной формы поковки очистку необходимо проводить дробью. Очистка дробью имеет массовый характер обработки. Обрабатываемые поковки не имеют отверстий малого диаметра. Обработка не влечет искажения размеров, повышает механически свойства на 40% на глубину 0,3…0,5 мм. Выбираем дробеструйный аппарат 334М. Технические параметры аппарата приведены в таблице 6.Таблица 6 – Технические характеристики дробеструйного аппарата 334М.ПараметрыПоказателиОбъём рабочей камеры, л[дм3]140Рабочее давление, МПа0,6Расход воздуха при непрерывной работе, 4,2Расход дроби на 1 т поковок, кг2,4…5,0Радиус действия аппарата, мм3000Количество сопел, шт2Диаметр подводящего воздуховода, мм50,8Диаметр сопла, мм8,0Мощность электродвигателя компрессора, кВт25,0Масса установки, кг780,0ЗаключениеВ ходе работы была произведена классификация поковки. Были определены: класс точность поковки – Т5; группа стали – М3; степень сложности поковки – С1; конфигурация поверхности разъёма штампаплоская (П). В итоге исходный индекс поковки – 16.Были назначены основные размеры детали и соответствующие им по классификации поковки припуски и допуски. Построен чертеж поковки.Произведен расчет массы и размеров заготовки. Масса заготовки составила:, диаметр заготовки составил Dзаг = 100 мм, высота заготовки Hзаг = 183 мм.Произведен расчет нормы расхода металла. Количество заготовок в штанге составило:,норма расхода металла:, коэффициент использования материала:, коэффициент использования поковки:, коэффициент раскроя составил:.Построен чертеж эскиз горячей поковки, изготовленной в окончательном ручье штампа, а также эскиз зеркала штампа.В качестве штамповочного оборудования был выбран молот модели М2150 с массой падающих частей 25000 кг и энергией удара 260 кДж. Определена сила обрезки облоя: Была выбрана температура штамповки и произведен расчет времени нагрева. Общее время нагрева заготовки для последующей штамповки составляет:. Назначена конечная термообработка на аустенизацию при температуре 1050-1100°С в течение 1 часа. Выбран дробеструйный аппарат 334М для очистки поковки от окалины.Список использованных источниковГОСТ 7505-89 Поковки стальные штампованные. Допуски, припуски и кузнечные напуски.Ковка и штамповка: справочник. В 4 т. Т.2. Горячая объёмная штамповка. 2-е изд., перераб. и доп. / под общ.ред. Е.Н. Семёнова. М.: Машиностроение, 2010. 717 с.Константинов И.Л., Технология ковки и горячей объёмной штамповки, Учебное пособие. М.: ИНФРА-М; Красноярск: Сиб. федер. ун-т. 2014, 551 с.ГОСТ 259088 Прокат стальной горячекатаный круглый. Сортамент.Приложение А. Чертёж деталиПриложение Б. Чертёж холодной поковкиПриложение В. Чертёж горячей поковки