Техпроцесс обработки металла давлением

ФЕДАРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Ливенский филиал ГОУ ВПО

«ОРЛОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра: «Технология машиностроения»

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА №1

по дисциплине: «Технологические процессы в машиностроении»

Выполнила студентка: Позднякова Н.

Шифр: 090990

Группа: 1Тс

Специальность 151001, ВФ

Проверил_______________

Ливны - 2010

Технология формообразования заготовок в твёрдом состоянии обработкой давлением

Задание: по эскизу готового изделия разработать укрупнённый технологический процесс изготовления заготовки способом обработки металла давлением.

Деталь: втулка

Масса: 45,8кг.

Материал: Сталь 30

Производство: мелкосерийное

1. Основные этапы разработки технологического процесса получения заготовки

Заготовку для изготовления данной детали можно получить способом обработки металла давлением - ковкой.

Ковка - вид горячей обработки металла давлением, при котором металл формируется с помощью универсального инструмента, не ограничивающего течение металла в плоскости и перпендикулярна действию силы.

Ковка применяется в мелкосерийном производстве, не требует затрат на дорогостоящую технологическую оснастку, возможно использование сравнительно маломощных машин - орудий благодаря концентрированному приложению усилий ковки бойками в небольшом объёме деформируемого металла, а также универсальность в отношении массы, формы и размеров заготовок.

Заданная деталь имеет большие размеры, объём, массу, производство детали мелкосерийное, поэтому этот способ её получения наиболее целесообразен.

Основные этапы разработки технологического процесса получения заготовки методом ковки:

1. В зависимости от массы детали выбрать тип ковочного оборудования, привести схему и описать работу ковочного оборудования.

2. Установить температурный интервал ковки и вид нагревательного устройства, привести схему печи.

3. Составить чертёж поковки и определить её массу.

4. Привести эскизы переходов ковки и применяемого инструмента.

5. Перечислить все технологические отходы, определить объём, массу и длину заготовки, указать способ её получения.

6. Описать механизацию процесса ковки.

Таблица 1 - Выбор ковочного оборудования

Исходя из таблицы 1, для получения заданной заготовки выбираем ковочный пневматический молот.

Схема ковочного пневматического молота

1-рабочий цилиндр, 2,5-краны, 3,8-поршни, 4-компрессорный цилиндр, 6-кривошипно-шатунный механизм, 7-баба

Пневматические молоты получили широкое применение в кузнечных цехах, они работают при помощи воздуха, сжатие которого и воздействие на падающие части осуществляются с помощью компрессора, встроенного в конструкцию молота. Таким образом, эти молоты имеют два цилиндра: компрессорный 4 и рабочий 1. Они соединены между собой каналами, которые перекрываются двумя кранами 2 и 5. Вместе со средним краном они служат для управления молотом. Баба 7 в виде пустотелого штока поднимается и падает под воздействием на поршень 8 сжатого воздуха и разрежения, попеременно чередующихся в нижней и верхней полостях рабочего цилиндра. Сжатие и разрежение воздуха в рабочем цилиндре создаётся в результате возвратно-поступательного движения поршня 3 в цилиндре компрессора. Это движение поршень получает от кривошипно-шатунного механизма 6. При движении поршня 3 вниз в нижней части компрессорного цилиндра 4 происходит сжатие воздуха, а в верхней- разрежение. Это изменение давления предаётся через соединительный канал в рабочий цилиндр 1, в нижней части которого давление воздуха повышается, а в верхней- понижается. Вследствие чего поршень поднимается вместе с бабой. При движении поршня 3 вверх происходит обратное явление. Поршень 8 вместе с бабой идёт вниз (падает) со значительной скоростью.

2. Установление температурного интервала ковки и вида нагревательного устройства, схема печи

Нагрев заготовки перед ковкой осуществляется с целью повышения пластичности металла или сплава. Температура нагрева () зависит от химического состава сплава и устанавливается определённой с тем, чтобы исключить возможность перегрева и пережога металла.

Нижняя температура ковки () устанавливается такой, чтобы исключить возможность образования наклёпа в поковке. Разность между температурой нагрева заготовки и температурой заготовки в конце ковки, называется температурным интервалом ковки ( ).

Заданная деталь изготавливается из Стали 30.

Сталь 30 - конструкционная углеродистая качественная сталь с содержанием углерода 30% и вредных примесей не более 0,04% серы и 0,04% фосфора. Эта сталь имеет более высокую пластичность и вязкость по сравнению со сталями обыкновенного качества особенно при низких температурах.

На основании свойств Стали 30 выбираем температурный интервал ковки 1250-800єС.(таблица 2.2)

Так как процесс ковки применяется в мелкосерийном производстве, то наиболее экономичным является нагрев в пламенной камерной печи.

В камерных пламенных печах металл нагревается непосредственно пламенем, проходящим через рабочее пространство печи; заготовки на протяжении всего времени нагрева лежат неподвижно на поду печи и, таким образом , выдача нагретых заготовок осуществляется в то же окно, через которое их подавали в печь. Температура в печи по всему рабочему пространству относительно одинакова.

3.Составление чертёжа поковки и определение её массы

При разработке чертежа поковки следует иметь в виду, что поковка отличается от детали как своими размерами (на величину припуска и напуска), так и формой.

Определение припусков, предельных отклонений и напусков при ковке на молоте производится по ГОСТ 7829-70. Припуск назначается на все размеры детали. Напуски на поковку предусматривается в тех случаях, если нельзя отковать уступы, выемки, прошить отверстия. Уступы не отковываются, если их длина ()меньше трети ширины бойка(); отверстие не прошивается, если диаметр отверстия меньше 50 мм, или меньше ? толщины детали.

В нашем случае не будут отковываться только уступы.

Припуск - толщина слоя металла, оставляемого для последующей механической обработки.

Напуск - местное увеличение припуска, упрощающее форму поковки.

Заданная деталь имеет массу 45,8кг.

Согласно таблице 2.5 определяем размеры поковки:

Определяем массу поковки. Для её определения берут в расчёт номинальные размеры поковки.

,

где - масса поковки, г;

- объём поковки, смі;

7,85- плотность стали, г /смі.

Объём поковки

= 26,4*()=8286,28смі

=8286,28*7,85=65047,3г.

4. Приведение эскизов переходов ковки и применяемого инструмента

Для получения исходной заготовки применяют следующие операции: осадка, протяжка, разгонка, прошивка, рубка, закручивание и др. С учётом вида и размеров поковки, необходимой величины укова, выбирается сочетание операций для получения изделия.

В нашем случае следует применить следующие операции: осадка и прошивка отверстия.

Осадка - кузнечная операция, посредством которой уменьшается высота заготовки с одновременным увеличением её поперечных размеров; требует полного нагрева заготовки.

Прошивка - кузнечная операция, характеризуемая образованием в заготовке (поковке) сквозного или глухого отверстия за счёт вытеснения металла под воздействием инструмента - прошивня; выполняют в горячем состоянии.

5. Перечислить все технологические отходы, определить объём, массу и длину заготовки, указать способ её получения

Вначале в зависимости от массы поковки установим вид необходимого материала. Для мелких и средних поковок из углеродистой стали исходным материалом служит прокат круглого сечения.

При определении объёма и массы заготовки следует исходить из закона постоянства объёма металла при обработке давлением и учитывать технологические отходы.

,

где - объём заготовки, смі;

- объём поковки, смі;

- объём отходов, смі

При получения из проката поковок типа втулок технологические отходы складываются из объёма металла, выталкиваемого прошивнем из отверстия при прошивке - выдры () и объёма металла, превратившегося в окалину при нагреве (). В сумме эти отходы составляют 10-12% от объёма поковки.

Тогда

или

=1,12*8286,28=9280,6 смі

При ковке из проката поперечное сечение заготовки () выбирают по максимальному диаметру поковки() с учётом укова( У ):

=220 мм;

; 379,9смІ

Минимальный уков У = 1,3. Уков даётся для раздробления выросших при нагреве зёрен.

смІ

Определим длину заготовки ( L) :

31,76см

Так как в нашем случае поковка изготавливается осадкой, то размеры заготовки определяют так, чтобы 1,25 ? ? 2,5, где D-диаметр заготовки; L-длина заготовки.

Исходя из таблицы 2.12 выбираем сортовую горячекатаную сталь круглую по ГОСТ 2590-88 150, чтобы выполнялось условие, оговоренное выше.

1,25 ? 2,1 ? 2,5. Условие выполняется.

Все отходы характеризуются коэффициентами, определяющими экономичность процесса:

Коэффициент выхода годного

(): %

г.

%

Коэффициент расхода металла

():

6. Механизация процесса ковки

Механизация ковки - важная задача улучшения условий труда и повышения производительности, так как ковка трудоёмкий и малопроизводительный процесс.

При ковке массивных поковок многие операции вообще не могут быть осуществлены вручную. Для посадки заготовок в печь и выдачи их из печи кроме мостовых и консольно-поворотных кранов применяют специальные посадочные машины напольного или подвесного типа. Ковку на прессах и молотах можно механизировать с помощью различных кранов, кантователей и манипуляторов.

Молоты обслуживаются обычно консольно-поворотными кранами, прессо-мостовыми кранами.

Кантователь - механизм, подвешиваемый к крюку крана и позволяющий поворачивать слиток вокруг его продольной оси.

Манипулятор представляет собой тележку, которая может перемещаться по железнодорожным рельсам (рельсовый манипулятор) либо без них (безрельсовый манипулятор).На тележке устанавливают электрические или гидравлические приводы, осуществляющие перемещение самой тележки и движение захвата. Захват зажимает заготовку, производит кантовку - вращение вокруг продольной оси и перемещает её вверх-вниз. Имеются манипуляторы, у которых кроме этого захват поворачивается вокруг вертикальной оси. Грузоподъёмность манипуляторов достигает 120т.

Список используемой литературы

1. Дальский, А.М. Технология конструкционных материалов : учебник для студентов машиностроительных специальностей вузов / А.М.Дальский, Т.М.Барсукова, Л.Н.Бухаркин и др.; под общей ред. А.М. Дальского.- изд. 5-е, исправленное. М.:Машиностроение, 2003.-512с.:ил.

2. Коренев, Л.П. Технологические процессы получения заготовок в машиностроительном производстве: задания и методические указания по выполнению контрольных работ. Орел, 1994.-182с.

3. Гликин, Н.М. Ковка на молотах и прессах: учебное пособие для проф.-тех. училищ. М.: Высшая школа, 1968.-256с.:ил.

4. Лахтин, Ю.М. Материаловедение: учебник для вузов/Ю.М.Лахтин, В.П. Леонтьева.- изд. 4-е, перераб.-М.: Альянс, 2009.-528с.-ISBN 978-5-903034-54-3.

5. Материаловедение и технология конструкционных материалов: учебник для вузов - под ред. Ю.П. Солнцева.- изд. 2-е, перераб. и доп.- М.: МИСИС, 1996.-576с.