Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Конструкторско-технологическая часть

1.1 Общая характеристика проектируемого участка

1.2 Разработка технологического процесса изготовления штамповки детали «Втулка»

1.2.1 Выбор варианта технологического процесса

1.2.2 Разработка чертежа поковки

1.2.3 Расчет размеров заготовки

1.2.4 Определение нормы расхода металла

1.2.5 Тепловой режим штамповки

1.2.6 Определение технологического усилия и выбор

1.2.7 Конструирование штампа на КГШП

1.2.8 Определение усилия прошивки отверстия и выбор обрезного

1.2.9 Конструирование штампа для прошивки отверстия

1.2.10 Расчет технологической себестоимости штамповки

1.3 Разработка технологического процесса изготовления штамповки детали «Ручка»

1.3.1 Выбор варианта технологического процесса

1.3.2 Разработка чертежа поковки

1.3.3 Выбор переходов штамповки и определение размеров заготовки

1.3.4 Расчет нормы расхода металла

1.3.5 Тепловой режим штамповки

1.3.6 Определение технологического усилия и выбор

1.3.7 Конструирование штампа на КГШП

1.3.8 Определение усилия обрезки облоя и выбор обрезного пресса

1.3.9 Конструирование штампа для обрезки облоя

1.3.10 Расчет технологической себестоимости штамповки

1.4 Разработка технологического процесса изготовления штамповки детали «Угольник»

1.4.1 Выбор варианта технологического процесса

1.4.2 Разработка чертежа поковки

1.4.3 Выбор переходов штамповки и определение размеров заготовки

1.4.4 Расчет нормы расхода металла

1.4.5 Тепловой режим штамповки

1.4.6 Определение технологического усилия и выбор оборудования

1.4.7 Конструирование штампа на КГШП

1.4.8 Определение усилия обрезки облоя и выбор обрезного пресса

1.4.9 Конструирование штампа для обрезки облоя

1.4.10 Расчет технологической себестоимости штамповки

1.5 Расчет основных параметров участка

1.6 Автоматизация и механизация процессов горячей штамповки

2. Безопасность и экологичность проекта

3. Организационно-экономическая часть

Заключение

Литература



Введение

участок деталь штамповка металл

Объемная штамповка (далее ОШ) является широко распространенной и весьма прогрессивной разновидностью технологии обработки металлов давлением, использующая в качестве исходной заготовки сортовой прокат (круг, квадрат, трубу и д. р.). ОШ позволяет изготавливать большую номенклатуру самых разнообразных плоских и пространственных изделий, в связи с чем находит применение во всех отраслях производства, связанных с изготовлением металлических деталей. ОШ имеет ряд преимуществ перед другими видами обработки металлов, как в технологическом, так и в экономическом отношении. В технологическом отношении ОШ позволяет:

1. получать детали весьма сложных форм, изготовление которых другими методами обработки или невозможно или затруднительно;

2. создавать прочные и жесткие, но легкие по массе конструкции деталей при небольшом расходе материала;

3. получать взаимозаменяемые детали с достаточно высокой точностью размеров, преимущественно без последующей механической обработки.

В экономическом отношении ОШ обладает следующими преимуществами:

1. экономным использованием материала и сравнительно небольшими отходами;

2. высокой производительностью оборудования (несложная механизация и автоматизация производственных процессов);

3. низкой стоимостью изготовляемых изделий и возможностью массового выпуска.

Наибольший эффект от применения ОШ может быть обеспечен при комплексном решении технических вопросов на всех стадиях подготовки производства, начиная с создания технологичных конструкций деталей, допускающих их экономичное изготовление. Разработка технологических процессов ОШ и проектирование штампов неразрывно связаны между собой, хотя и могут выполняться разными лицами.

Цель и задачи проекта.

Цель: Разработка проекта участка.

Задачи:

анализ номенклатуры изделий и выбор вариантов построения технологических процессов;

разработка конструкций штампов;

выбор необходимого оборудования;

проектирование участка штамповки;

расчет организационно-экономической части;

обеспечение безопасности труда на участке



1. Конструкторско-технологическая часть

1.1 Общая характеристика проектируемого участка

Назначение участка и производственная программа

Проектируемый участок предназначен для штамповки деталей вертолетов МИ-26 (изделие №90) и МИ-28 «Ночной охотник» (изделие №246) и входит в состав кузнечно-штамповочного цеха завода ОАО «Роствертол». Перечень деталей вертолетов в вертолетостроение имеет основное требование минимизирование массы деталей. Такие показатели можно достигнуть путем конструирования облегченных деталей и (или) путем выбора материалов, не уступающим по характеристикам, с максимально низкой плотностью.

Материалом продукции участка является алюминиевый сплав марок АК6 и Д16. Такие сплавы обладают требованиями приведенными выше.

В вертолетостроение не часто встречаются детали которые производятся с массовой производственной программой. Производственная программа проектируемого участка не исключение. При нормальной работе участка плановая производственная программа составляет 2250 тон штамповок в год.

Детали, изготавливаемые на проектируемом участке

На проектируемом участке будут изготавливается штамповки следующих деталей:

1. деталь «Втулка» 90-5342-70, штамповка данной детали имеет форму тела вращения и относится к типу штамповок «круглые в плане», она не больших размеров и массой 58 грамм;

2. деталь «Ручка» 90-5342-137, штамповка данной детали имеет форму рычага и относится к типу штамповок «с удлиненной осью», она имеет сложную форму по сечению, так как имеется ребро облегчения которое образует тонкое полотно на значительном расстояние, деталь длинная и практически все размеры, кроме головки и плоскости основания, не подлежат механической обработке, масса детали 270 грамм;

3. деталь «Угольник» 246-6820-346, штамповка данной детали имеет изогнутую форму на угол 90 градусов и относится к типу штамповок «с удлиненной осью», она не больших размеров и массой 43 грамма.

Режим работы и фонды времени

Планируется на проектируемом участке односменный (8 часовой) режим рабочего времени и сорока часовая рабочая неделя. Все остальные временные нормативы рабочего времени устанавливаются трудовым кодексом РФ и другими федеральными законами и нормативно-правовыми актами.

Так же учтено, что штамповочный участок относится к категории вредного производства и согласно федеральным законам и законодательным актом, работникам такого производства предусмотрена компенсация, в том числе и отражающаяся на фонде времени.

1.2 Разработка технологического процесса изготовления штамповки детали «Втулка»

1.2.1 Выбор варианта технологического процесса

Штамповка детали «Втулка» на базовом предприятии изготавливается на штамповочном молоте. В дипломном проекте предлагается данную штамповку изготавливать на кривошипном горячештамповочном прессе, что позволит повысить производительность труда.

1.2.2 Разработка чертежа поковки

Назначение линии разъема

Для штамповки детали втулка линию разъема принимаем по наибольшему диаметру, то есть по высоте фланца (рис. 1, стр. 94 [1]).

Определение предельно допустимого размера толщины полотна фланца поковки.

Определение предельно допустимой толщины полотна фланца штамповки в зависимости от площади штамповки в плане. Определяем площадь штамповки в плане по формуле:

F = = 3215,4.

При данной площади штамповки в плане толщина полотна s ? 2 мм (табл. 1, стр. 97, [1]).

Назначение припусков на механическую обработку

Припуски на механическую обработку назначаются исходя из наибольшего габаритного размера штамповки, материала и класса точности размера (табл. 9, стр. 109, [1]). Результаты сводим в таблицу 1.1:

Таблица 1.1- Припуски штамповки на механическую обработку

Размер детали	Ш35	Ш29	6	24
Припуск на сторону	1.25	1.25	1.25	1.25
Полный припуск	2.5	2.5	2.5	2.5
Размер штамповки	Ш37.5	Ш26.5	8.5	26.5

Назначение допусков размеров штамповки

Назначение допусков на размеры штамповки

Допуски для детали втулка назначаются с учетом двустороннего износа инструмента. На вертикальные размеры (перпендикулярные плоскости разъема) штамповки допуски назначаются с учетом 4-го класса точности, с учетом материала, с учетом площади штамповки в плане (табл. 10, стр. 110, [1]). На горизонтальные размеры штамповки (параллельные плоскости разъема) допуски назначаются с учетом класса точности, с учетом материала, с учетом размера штамповки (табл. 12, стр. 112,[1]). Результаты свожу в таблицу 1.2.

Таблица 1.2-Допуски размеров штамповки.

Размер штамповки	Ш37,5	Ш26,5	8,5	26,5
Допуск размера штамповки	+0,5 -0,25	+0,5 -0,25	+0,4 -0,2	+0,4 -0,2

Назначение допуска на смещение по линии разъема

Допуска на смещение по линии разъема назначается с учетом площадь штамповки в плане, класса точности.

Допуск смещения равен 0,28 мм (табл. 15, стр. 114, [1]).

Назначение штамповочных уклонов

Для штамповок из алюминиевых сплавов штамповочные уклоны назначаются как для штамповок в виде: «штамповки, изготавливаемые в штампах с выталкивателями» (табл. 2, стр. 99 , [1]); исходя из условия:

Наружные штамповочные уклоны назначаю , а внутренние .

Назначение радиусов закругления и сопряжения

Назначение радиусов сопряжения производится в зависимости от глубины выемки, которая равна 11,25 мм (табл. 8, стр. 108, [1]).

Радиусы сопряжения поверхностей отверстия и перемычки, и радиус сопряжения фланца с поверхностью диаметра 37.5 назначаю R6.

Назначение радиусов закругления производится так же в зависимости высоты ребра h (табл. 4, стр. 104, [1]).

Радиусы закругления назначаю R2.

Конструирование наметки и определение толщины перемычки

Размер отверстия в штамповки 26,5 мм, превышает предел 25 мм (критерий прошивки отверстия на кривошипном горячештамповочном прессе), это означает что отверстие в штамповке втулка будет прошиваться. Толщина перемычки (табл. 7, стр. 108,[1]) и радиус сопряжения поверхностей перемычки и поверхности отверстия (табл. 8, стр. 108, [1]) - размеры справочные, размер расположения перемычки «h» принимаю конструктивно по вертикальному центру детали.

Рисунок 1.1-Наметка перемычки

Размеры перемычки: а=4 мм, d=26.5 мм, R=6 мм.

Составление чертежа штамповки

По рассчитанным и табличным данным составляем чертеж штамповки.

Определение объема и массы штамповки

Определение объема штамповки

Объем штамповки определяется как сумма элементарных объемов, по формуле:

Vштамповки=V1+V2-2V3

Определение массы штамповки

Масса штамповки определяется по формуле:

,

где Gштамповки = 0,00000278 - (плотность алюминиевого сплава Д16).

0,104 кг.

1.2.3 Расчет размеров заготовки

Расчет объема заготовки

Расчет размеров заготовки производится по формуле:

Vштамповки = Vзаготовки

Vзаготовки = .

Расчет массы заготовки

Массы заготовки рассчитывается по формуле:

Gштамповки = Gзаготовки

Gзаготовки = 0,104 кг.

Расчет размеров заготовки и определение переходов штамповки

Диаметр Dзаготовки заготовки рассчитываю по формуле (стр. 141,[1]):

Dзаг = 0,75 мм.

Диаметр заготовки принимаю равным: Dзаготовки = 26 мм (согласно ГОСТ 21631-76, табл. 93, стр. 194, [3]).

Длина заготовки Lзаготовки рассчитывается по формуле:

.

Для штамповок, имеющих форму тел вращения и близких к ним, штампуемых осадкой в торец, длина заготовки отвечает условию устойчивости заготовки, если соблюдается условие (стр. 141, [1]):

Lзаготовки ? 3Dзаготовки

70,4 ? 3Ч 26 = 78.

1.2.4 Определение нормы расхода металла

Определяется длина торцевого обрезка по формуле:

принимается, что потери на не кратность равны половине длины заготовки (lпк=35,2 мм);

Определяется полезная длина прутка:

,

где - длина прутка в соответствии с требованиями поставки;

Определяется заготовительный коэффициент использования металла по формуле:

Определение нормы расхода металла по формуле:



Nнр = GзаготовкиЧ з = 0,104 Ч1,015 = 0,106 кг.

1.2.5 Тепловой режим штамповки

Определение температурного интервала штамповки

Принимаем температурный интервал штамповки для алюминиевого сплава Д16

Выбор нагревательного устройства

Для нагрева заготовок из алюминиевого сплава принимаем индукционный нагреватель.

Таблица 1.3-Техническая характеристика индукционного нагревателя ИНТЗ-250/2.4

№ п/п	Параметры	Размерность	Величина
1	Производительность максимальная при нагреве	кг/ч	700
2	Параметры нагреваемых заготовок:
3	диаметр	мм	25ч80
4	длина	мм	50ч200
5	Температура нагрева:
6	заготовок из стали	C	1180±10
7	заготовок из титановых сплавов	C	1000±10
8	заготовок из алюминиевых сплавов	C	450±10
9	Время нагрева	с	40ч100
10	Темп выдачи	с	10ч20
11	Мощность средней частоты	кВт	250
12	Мощность потребляемая от сети	кВт	300
13	Частота рабочая	кГц	2,4
14	Расход охлаждающей воды,:
15	на нагреватель	м3/ч	2,5
16	на преобразователь	м3/ч	2,0
17	Расход сжатого воздуха	м3/ч	7,0
18	Масса	т	4,3
19	Габаритные размеры:
20	высота	мм	2465
21	длина	мм	4450
22	ширена	мм	1880

Определение продолжительности нагрева

Принимаем продолжительность нагрева алюминиевого сплава Д16 при диаметре 26 мм по табл. 8, стр. 146, [1]:

ф = 90 секунд.

1.2.6. Определение технологического усилия и выбор оборудования

Расчет технологического усилия

Определяем усилие кривошипного горячештамповочного пресса по формуле (стр. 121, [1]):

- предел текучести при температуре конца штамповки,

14 кг/мм2 (табл. 20, стр. 121, [1]).

Выбор оборудования

Принимаем кривошипный горячештамповочный пресс усилием 10000 кН

1.2.7 Конструирование штампа на КГШП

При штамповке на кривошипном горячештамповочном прессе штамповок из алюминиевых сплавов, так же как и для стальных штамповок применяют сборные штампы, состоящие из универсального блока и сменных рабочих вставок.

Выбор универсального блока на КГШП

В зависимости от номинального усилия кривошипного горячештамповочного пресса принимаю универсальный блок для призматических вставок по МН 4808-63 с габаритными размерами (табл. 6, стр. 204, [4]):

Таблица 1.4-Техническая характеристика пресса

№	Параметры	Размерность	Величина
1	Номинальное усилие пресса	т	1000
2	Ход ползуна	мм	250
3	Частота хода ползуна, не менее	мин-1	90
4	Наименьшее расстояние между столом (промежуточной плитой) и подштамповой плитой ползуна в его крайнем положении	мм	560
5	Величина регулировки расстояния между столом и ползуном	мм	20
6	Наибольший ход выталкивателя	мм	40
7	Размеры стола: слева направо спереди назад	мм	770 900
8	Размеры ползуна слева направо спереди назад	мм	720 720
9	Мощность электродвигателя	кВт	55
10	Габаритные размеры пресса над уровнем пола	мм
11	Высота пресса над уровнем пола	мм	4590
12	Масса пресса	т	65

Таблица 1.5-Размеры универсального блока

Усилие пресса, МН	Ширена, В	Высота, Н	Длина, L
10	710 мм	570 мм	750 мм

Определение закрытой высоты рабочих вставок

Закрытою высоту рабочих вставок определяю по формуле:

,

где - толщина основной плиты блока (табл. 7, стр. 205 [4]);

- толщина подкладной плиты (табл. 7, стр. 205, [4]).

.

Определение габаритных размеров рабочих вставок

В соответствии с МН 4809-63 принимаю призматические вставки. Их размеры свожу в таблицу (табл. 7, стр. 37, [5]):

Таблица 1.6- Размеры призматических вставок

Высота, Н, (мм)	Ширена, В, (мм)	Длина, L, (мм)	Угол, б, (град)
125	120	320	7

Проектирование окончательного ручья

Окончательный ручей проектируется по чертежу горячей штамповки с учетом усадки 1%.

Остальные размеры вставок и штампа в целом принимаем конструктивно в соответствии с МН 4610-63 и МН 4811-63.

1.2.8 Определение усилия прошивки отверстия и выбор обрезного пресса

Определение усилия прошивки отверстия

Для прошивки отверстия в штамповках из алюминиевого сплава Д16 применяют следующую формулу (стр. 168, [1]):

),

где = 0,14 кг/см2 - предел текучести для марки Д16;

П - периметр среза в мм, П = (dотверстия штамповки - 2Чп) Ч р,

где п = 4 мм - рабочий поясок матрицы (принят конструктивно).

П = (26,5 - 2Ч4)Ч3,14=58,09 мм или 5,8 см;

= 4,5 мм - номинальна толщина облоя;

= 0 мм - положительное отклонение на толщину перемычки.

Выбор обрезного пресса

Принимаем однокривошипный обрезной пресс усилием 1600 кН. Его характеристика сведена в таблицу 1.7.

Таблица 1.7 - Техническая характеристика обрезного пресса

Параметр	Размерность	Величина
Номинальное усилие	кН	1600
Ход ползуна	мм	250
Число ходов ползуна	1 мин-1	60
Наибольшее расстояние между столом и ползуном в его нижнем положении	мм	400
Размеры стола	мм	800Ч800
Размеры ползуна в плане	мм	630Ч670
Толщина подштамповой плиты	мм	120
Мощность привода	кВт	21
Габаритные размеры:
высота	мм	4190
длина	мм	2500
ширина	мм	2700
Масса пресса	т	13,7

1.2.9 Конструирование штампа для прошивки отверстия

Определение закрытой высоты штампа

Закрытая высота штампа определяется по формуле:

где Hпр - закрытая величина штампового пространства, Hпр = 400 мм,

h1 - толщина подштамповой плиты пресса h1 = 120 мм.

Для прошивки отверстия принимаем штамп простого действия.

Определение габаритных размеров обрезной матрицы

В зависимости от максимального диаметра штамповки , размеры для круглых матриц назначаются по табл. 4, стр. 486, [4]. Максимальный диаметр 140 мм, высота 45мм.

Конструирование режущего контура матрицы

Зазор между матрицей и пуансоном назначается в зависимости от толщены среза а (табл. 29, стр. 168, [1]).

а = 4,5 мм, тогда

	Обозначение	Величина
	q	2
	h	11, 5 мм
	H	35,5 мм
	c	11, 5 мм
	b	30,75 мм

Рисунок 1.2-Режущий контур матрицы

Конструирование рабочей части пуансона

Диаметр пуансона рассчитывается по формуле:

.

Определение высоты пуансона

Высота пуансона рассчитывается по формуле:

где Hнп - толщина нижней плиты до полости матрицы. Принимаем Ннп=100 мм,

Нвп - толщина верхней плиты. Принимаем Нвп=50,

hп.м. - размер рабочего пояска матрицы. hп.м. = 11,5.

Остальные размеры штампа принимаем конструктивно.

1.2.10 Организация рабочего места

Определение нормы времени

Определяем норму времени для изготовления одной штамповки по формуле (стр. 6, [7]):

То - основное (машинное) время на производство одной детали;

Твсп - вспомогательное время;

К - плановый процент затрат рабочего времени на обслуживание рабочего места, отдых и личные надобности. Принимаем .

Основное и вспомогательное время сводим в таблицу:

Таблица 1.8 - Основное и вспомогательное время

Содержание работ	Время, мин.
	Основное	Вспомогат.
Взять заготовку и установить в ручей	-	0,025
Штамповать	0,011	-
Столкнуть штамповку на транспортёр. Смазать штамп	-	0,037
Итого	0,011	0,062

Определение нормы выработки

Норму Выработки определяем по формуле:



Расчет технологической себестоимости детали «Втулка»

Определяем технологическую себестоимость по формуле (стр. 7, [7]):

где М - затраты на металл,

З1 - сумма основной, дополнительной заработной платы производственных рабочих и отчисления на заработную плату;

Э - затраты на электрическую энергию;

Рд - затраты на текущий ремонт оборудования;

А - амортизация оборудования;

Н - затраты на наладку.

Определяем затраты на металл по формуле (стр. 7, [7]):

где Цм - стоимость одного килограмма металла. Принимаем Цм = 60 руб;

Цотх - стоимость одного килограмма отхода металла. Принимаем Цотх = 20 руб.

Определяем сумму основной, дополнительной заработной платы и отчисления на заработную плату по формуле (стр. 8, [7]):



где Зо - основная заработная плата рабочих. Определяем по формуле (стр. 7, [7]):

где Сч3б - часовая ставка бригады состоящей из 3-х человек

где Сч4р - часовая тарифная ставка рабочего 4-го разряда. Сч4 = 31,5 руб/ч;

где Сч3р - часовая тарифная ставка рабочего 3-го разряда. Сч4 = 28,35 руб/ч.

Зд - дополнительная зарплата. Определяется по формуле (стр. 7, [7]):

где Кд - процент дополнительной зарплаты. Принимаем Кд = 12%.

Зн - отчисления на заработную плату рабочих. Определяем по формуле (стр. 8, [7]):

Затраты на электроэнергию определяем по формуле (стр. 9, [7]):

где Цэл - стоимость одного квтЧч электроэнергии. Принимаем Цэл = 2,5 руб;

Nу - устанавливаемая мощность электродвигателя;

К1 - коэффициент использования мощности электродвигателя. принимаем

К1 = 0,45;

К2 - коэффициент использования электроэнергии по времени. Принимаем

К2 = 0,85.

Затраты на текущий ремонт оборудования определяем по формуле (стр. 9, [7]):

где Рмн - затраты на текущий ремонт за минуту работы оборудования Принимаем Рмн = 0,837 (стр. 10, [7]).

Величину амортизационных отчислений определяем по формуле (стр. 9, [7]):

где Цоб - стоимость оборудования. Принимаем Цоб = 1400000 руб;

Ан - норма амортизационных отчислений. Принимаем Ан = 10,7% (стр. 27, [7]);

Кз - коэффициент загрузки оборудования. Принимаем Кз = 0,85.

Затраты на наладку оборудования определяем по формуле (стр. 10, [7]):

где Зт б - часовая зарплата бригады наладчиков. Принимаем Зт б = 63 руб;

Т - трудоемкость наладки. Принимаем Т = 45 мин;

n - количество деталей в партии. Принимаем 5479 шт.

Тогда себестоимость штамповки «Втулка» будет равна:

1.3 Разработка технологического процесса изготовления штамповки детали «ручка»

1.3.1 Выбор варианта технологического процесса

Штамповка детали «ручка» на базовом предприятии изготавливается на штамповочном молоте. В дипломном проекте предлагается данную штамповку изготавливать на кривошипном горячештамповочном прессе, что позволит повысить производительность труда.

1.3.2 Разработка чертежа поковки

Назначение линии разъема

Для штамповки детали «ручка» линию разъема принимаем по плоской части детали, то есть таким образом, чтоб основной ручей располагался в нижней части штампа (рис. 1, стр. 94 [1]).

Определение предельно допустимого размера толщины полотна верхней полки (основания)

Определение предельно допустимой толщины полотна верхней полки штамповки зависит от площади штамповки в плане. Определяем площадь штамповки в плане по формуле:

При данной площади штамповки в плане толщина полотна s ? 3 мм (табл. 1, стр. 97, [1]).

Назначение припусков на механическую обработку

Припуски на механическую обработку назначаются исходя из наибольшего габаритного размера штамповки, материала и класса точности размера (табл. 9, стр. 109, [1]). Результаты сводим в таблицу:

Таблица 1.9 - Припуски на механическую обработку

Размер детали	37	25	24	R12
Припуск на сторону	2,25	-	0,8	0,8
Полный припуск	5	-	1,6	0,8
Напуск размера	-	25	-	-
Размер штамповки	42	-	25,6	R12.8

Назначение допусков размеров штамповки

Допуски для детали «ручка» назначаются с учетом двустороннего износа инструмента. На вертикальные размеры (перпендикулярные плоскости разъема) штамповки допуски назначаются с учетом 4-го класса точности, с учетом материала, с учетом площади штамповки в плане (табл. 10, стр. 110, [1]). На горизонтальные размеры штамповки (параллельные плоскости разъема) допуски назначаются с учетом класса точности, с учетом материала, с учетом размера штамповки (табл. 12, стр. 112,[1]). Результаты свожу в таблицу 1.10.

Таблица 1.10 - Допуски на размеры штамповки

Размер штамповки	Допуск на размер штамповки
42	+0.8 -0.5
10	+0.3 -0.1
10.8	+0.6 -0.3
20	+0.4 -0.2
115	+1.0 -0.6
180	+1.2 -0.8
4	+0.3 -0.2
25.6	+0.6 -0.3
3	+0.6 -0.3
R12.8	+0.2 -0.1
28	+0.5 -0.25
21	+0.5 -0.25
R2	+0.3 -0.15
364.8	+1.8 -1.2

Назначение радиусов закругления

Радиусы закругления назначаю исходя из условия, увеличения назначенного радиуса на 0,5-1 мм по отношению к нормальному припуску.

R=3 мм.

Назначение штамповочных уклонов

Для штамповки детали «ручка» штамповочные уклоны назначаются как для штамповок в виде: «штамповки, изготавливаемые в штампах с выталкивателями» (табл. 2, стр. 99 , [1]); исходя из условия:

Наружные штамповочные уклоны назначаю , внутренние .

Составление чертежа штамповки

По рассчитанным и табличным данным составляем чертеж штамповки.

Определение объема и массы штамповки

Определение объема штамповки

Объем штамповки определяется как сумма элементарных объемов, по формуле:

Определение массы штамповки

Масса штамповки определяется по формуле:

,

где Gштамповки = 0,00000278 - (плотность алюминиевого сплава АК6).

.

1.3.3 Выбор переходов штамповки и определение размеров заготовки

Выбор и определение размеров облойной канавки

Для данной штамповки выбираю облойную канавку 2-го типа (табл. 22, стр. 123, [1]). Ее размеры свожу в таблицу 1.11 с учетом ориентировочного усилия оборудования, в зависимости от массы штамповки (табл. 16, стр. 298, [2]).

Таблица 1.11 - Выбор облойной канавки

	Усилие пресса 630 т
	Значение	Величина
	Рперим. об. к.	792,6 мм
	Sоб. к.	252 мм2
	R3	3 мм
	L	40 мм
	h	5 мм
	l	6 мм
	2а	2 мм

Построение расчетной заготовки и эпюры сечений

По результатам расчета строим расчетную заготовку и эпюру сечений.

Определяем объем расчетной заготовки по формуле 17, стр. 68 [4]:

293717мм3

где - площадь эпюры сечений. Определяем как сумму площадей элементарных фигур. = 29371,7 мм2

М = 10.

Определяем площадь поперечного сечения средней расчетной заготовки по формуле (19 стр. 68, [4]):

Определяем средний диаметр расчетной заготовки:

Построенная расчетная заготовка является элементарной расчетной заготовкой, так как имеется одна головка и один стержень.

Определяем коэффициент трудности для элементарной расчетной заготовки по формулам:

б1 = 1,4

в1 = 11,4

По диаграмме пределов применения заготовительных ручьев в зависимости от массы штамповки, коэффициентов трудности определяем заготовительные переходы для расчетной заготовки. Для данной расчетной заготовки требуется два перехода: вальцовка с применением ковочных вальцов и штамповочный переход.

Разработка технологического процесса вальцовки

Конструирование вальцованной заготовки

Определение размеров заготовки

Определение диаметра заготовки:

dзаг = 42.75 мм.

Принимаем заготовку круг в соответствии с ГОСТ 21631-76, табл. 93, стр. 194, [3] dзаг = 45 мм.

Определение объема заготовки:

Определяем длину заготовки по формуле:

Массы заготовки рассчитывается по формуле:

Gзаготовки = Vзаготовки Ч с = 293717 Ч 0,00000278 = 0,816 кг.

Определение количества пропусков

Количество пропусков зависит от коэффициента вытяжки. Общий коэффициент вытяжки определяется по формуле:

Отношение межцентрового расстояния А валков к высоте h0 исходной заготовки находим по формуле:



По графику (рис. 23, стр. 61, [6]) определения количества пропусков, в зависимости от отношения и от общего коэффициента вытяжки, определяем число пропусков: n=2.

Выбираем систему ручьев: круг - овал - квадрат.

Определение размеров фасонной заготовки после первого пропуска

По номограммам (рис. 28 и рис. 29, стр. 82, 83, [6]) определяем отношение осей овального сечения а = 1,5 и коэффициент вытяжки за первый пропуск л1 = 1,4.

Площадь сечения овала определяем по формуле:

Размеры сечения овала определяю по формулам:

q - коэффициент (рис. 27, стр. 81, [6]).

Длина стержня находится по формуле:

Определение технологического усилия процесса

Усилие вальцовки для первого пропуска определяется по формуле:



,

где р - средние удельное усилие при вальцовке,

р = вут,

в - коэффициент, учитывающий влияние среднего главного напряжения в = 1,08,

ут - предел текучести, ут = 8мПа,

р = 1,08Ч8 = 8,64 мПа;

Fk - горизонтальная проекция контактной поверхности с ручьем сектора-штампа.

,

где - средняя ширена заготовки,

= Ѕ(b0 + b1) = Ѕ(,

b0 и b1 - ширина профиля до и после вальцовки;

Rр - рабочий радиус валка определяемый по формуле:

;

- обжатие.

.

Р = 1169Ч8,64 = 10099,9 мПа.

1.3.3.3.5.2. Усилие вальцовки для второго пропуска определяется по формуле:

,

где р - средние удельное усилие при вальцовке,

р = вут,

в - коэффициент, учитывающий влияние среднего главного напряжения в = 1,08,

ут - предел текучести, ут = 8мПа,

р = 1,08Ч8 = 8,64 мПа;

Fk - горизонтальная проекция контактной поверхности с ручьем сектора-штампа.

,

где - средняя ширена заготовки,

= Ѕ(b0 + b1) = Ѕ(,

b0 и b1 - ширина профиля до и после вальцовки;

Rр - рабочий радиус валка определяемый по формуле:

;

- обжатие.

.

Р = 803,92Ч8,64 = 6946 мПа.

Определение поперечных размеров ручьев вальцовочных штампов

Определение пружинения валков производится по формуле:

для вальцовки в первом ручье

для вальцовки во втором ручье

.

Определяем глубину вреза по формуле:

для вальцовки в первом ручье

для вальцовки во втором ручье

Определение центральных углов

Определяем площадь поперечного сечения вальцованной заготовки на переходном участке по формуле:

для вальцовки в первом ручье

для вальцовки во втором ручье



Расчет углов рабочей части для вальцовки в первом ручье

Отношение осей на переходном участке для вальцовки в первом ручье находится по формуле:

.

Центральный угол на переходном участке находим по формуле:

Центральный угол на основном участке находим по формуле:

Суммарный угол рабочей части равен:

Общий центральный угол рабочей части равен:

Принимаем общий центральный угол сектора-штампа для первого ручья равный

Расчет углов рабочей части для вальцовки во втором ручье

Центральный угол на переходном участке находим по формуле:

Центральный угол на основном участке находим по формуле:

Суммарный угол рабочей части равен:

Общий центральный угол рабочей части равен:

Принимаем общий центральный угол сектора-штампа для второго ручья равным

Построение продольного профиля ручья

Определяем рабочие радиусы вальцовочных штампов по формуле:

для вальцовки в первом ручье

для вальцовки в первом ручье

1.3.4 Расчет нормы расхода металла

Определяется длина торцевого обрезка по формуле:

принимается, что потери на не кратность равны половине длины заготовки (lпк=92,4 мм);

Определяется полезная длина прутка:

,

где - длина прутка в соответствии с требованиями поставки;

Определяется заготовительный коэффициент использования металла по формуле:

Определение нормы расхода металла по формуле:

Nнр = GзаготовкиЧ з = 0,816 Ч1,038 = 0,847 кг.

1.3.5 Тепловой режим штамповки

Определение температурного интервала штамповки

Принимаем температурный интервал штамповки для алюминиевого сплава АК6

Выбор нагревательного устройства

Для нагрева заготовок из алюминиевого сплава принимаем индукционный нагреватель.

Таблица 1.12-Техническая характеристика индукционного нагревателя ИНТЗ-250/2.4

№ п/п	Параметры	Размерность	Величина
1	Производительность максимальная при нагреве	кг/ч	700
2	Параметры нагреваемых заготовок:
3	диаметр	мм	25ч80
4	длина	мм	50ч200
5	Температура нагрева:
6	заготовок из стали	C	1180±10
7	заготовок из титановых сплавов	C	1000±10
8	заготовок из алюминиевых сплавов	C	450±10
9	Время нагрева	с	40ч100
10	Темп выдачи	с	10ч20
11	Мощность средней частоты	кВт	250
12	Мощность потребляемая от сети	кВт	300
13	Частота рабочая	кГц	2,4
14	Расход охлаждающей воды,:
15	на нагреватель	м3/ч	2,5
16	на преобразователь	м3/ч	2,0
17	Расход сжатого воздуха	м3/ч	7,0
18	Масса	т	4,3
19	Габаритные размеры:
20	высота	мм	2465
21	длина	мм	4450
22	ширена	мм	1880

Определение продолжительности нагрева

Принимаем продолжительность нагрева алюминиевого сплава АК6 при диаметре 45 мм по табл. 8, стр. 146, [1]:

ф = 90 секунд.

1.3.6 Определение технологического усилия и выбор оборудования

Расчет технологического усилия

Определяем усилие кривошипного горячештамповочного пресса по формуле (стр. 121, [1]):

где - предел текучести при температуре конца штамповки,

8 кг/мм2 (табл. 20, стр. 121, [1]),

Dпр - приведенный диаметр штамповки. Dпр =

Fш - площадь штамповки в плане. Fш = 10765 мм2,

Вш ср - средняя ширена штамповки

Выбор оборудования

Принимаем кривошипный горячештамповочный пресс усилием 16000 кН.

Таблица 1.13-Техническая характеристика пресса

№	Параметры	Размерность	Величина
1	Номинальное усилие пресса	т	1600
2	Ход ползуна	мм	300
3	Частота хода ползуна, не менее	мин-1	85
4	Наименьшее расстояние между столом (промежуточной плитой) и подштамповой плитой ползуна в его крайнем положении	мм	660
5	Величина регулировки расстояния между столом и ползуном	мм	20
6	Наибольший ход выталкивателя	мм	50
7	Размеры стола: слева направо спереди назад	мм	940 1200
8	Размеры ползуна слева направо спереди назад	мм	860 910
9	Мощность электродвигателя	кВт	90
10	Габаритные размеры пресса над уровнем пола	мм	5100 3500
11	Высота пресса над уровнем пола	мм	6200
12	Масса пресса	т	119

1.3.7 Конструирование штампа на КГШП

При штамповке на кривошипном горячештамповочном прессе штамповок из алюминиевых сплавов, так же как и для стальных штамповок применяют сборные штампы, состоящие из универсального блока и сменных рабочих вставок.

Выбор универсального блока на КГШП

В зависимости от номинального усилия кривошипного горячештамповочного пресса принимаю универсальный блок для призматических вставок по МН 4808-63 с габаритными размерами (табл. 6, стр. 204, [4]):



Таблица 1.14-Размеры универсального блока

Усилие пресса, МН	Ширена, В	Высота, Н	Длина, L
16	900 мм	666 мм	1040 мм

Определение закрытой высоты рабочих вставок

Закрытою высоту рабочих вставок определяю по формуле:

,

где - толщина основной плиты блока (табл. 7, стр. 205 [4]);

- толщина подкладной плиты (табл. 7, стр. 205, [4]).

.

Определение габаритных размеров рабочих вставок

В соответствии с МН 4809-63 принимаю призматические вставки (табл. 7, стр. 37, [5]). Их размеры свожу в таблицу 2.15:

Таблица 1.15- Размеры призматических вставок

Высота, Н, (мм)	Ширена, В, (мм)	Длина, L, (мм)	Угол, б, (град)
125	480	320	7

Проектирование окончательного ручья

Окончательный ручей проектируется по чертежу горячей штамповки с учетом усадки 1%.

Остальные размеры вставок и штампа в целом принимаем конструктивно в соответствии с МН 4610-63 и МН 4811-63.

1.3.8 Определение усилия обрезки облоя и выбор обрезного пресса

Определение усилия обрезки облоя

Для обрезки облоя в штамповках из алюминиевого сплава АК6 применяют следующую формулу (стр. 168, [1]):

),

где = 8 кг/мм2 - предел текучести для марки АК6;

П - периметр среза в мм, П =790 мм;

= 2 мм - номинальная толщина облоя;

R = 2 - радиус у входа на облойный мостик;

= 0,6 мм - положительное отклонение на толщину штамповки.

Выбор обрезного пресса

Принимаем однокривошипный обрезной пресс усилием 1600 кН. Его характеристика сведена в таблицу 1.16.

Таблица 1.16 -Характеристика обрезного пресса

Параметр	Размерность	Величина
Номинальное усилие	кН	1600
Ход ползуна	мм	250
Число ходов ползуна	1 мин-1	60
Наибольшее расстояние между столом и ползуном в его нижнем положении	мм	400
Размеры стола	мм	800Ч800
Толщина подштамповой плиты	мм	120
Мощность привода	кВт	21
Габаритные размеры:
высота	мм	4190
длина	мм	2500
ширина	мм	2700
Масса пресса	т	13,7

1.3.9 Конструирование штампа для обрезки облоя

Определение закрытой высоты штампа

Закрытая высота штампа определяется по формуле:



где Hпр - закрытая величина штампового пространства, Hпр = 400 мм,

h1 - толщина подштамповой плиты пресса h1 = 120 мм.

Для обрезки облоя принимаем штамп простого действия.

Определение габаритных размеров обрезной матрицы

В зависимости от максимального размера штамповки, размеры для прямоугольных матриц назначаются по табл. 3, стр. 485, [4]. Габаритные размеры:

L = 400 мм (длина), Н = 40 (толщина), В = 100 (ширена).

Конструирование режущего контура матрицы

Зазор между матрицей и пуансоном назначается в зависимости от толщены среза а, так как обрезка облоя будет производится режущим пуансоном (табл. 29, стр. 168, [1]).

а = 2 мм, тогда

	Обозначение	Величина
	H	40 мм
	c	6 мм
	b	5 мм

Рисунок 1.3-Режущий контур матрицы

Конструирование рабочей части пуансона

Высота пуансона рассчитывается по формуле:

где Hнп - толщина нижней плиты до полости матрицы. Принимаем Ннп=100 мм,

Нвп - толщина верхней плиты. Принимаем Нвп=50 мм,

hштамповки - размер штамповки по линии разъема до поверхности прилегания ее к пуансону. hштамповки = 5 мм.

Остальные размеры штампа принимаем конструктивно.

1.3.10 Организация рабочего места

Определение нормы времени

Определяем норму времени для изготовления одной штамповки по формуле (стр. 6, [7]):

То - основное (машинное) время на производство одной детали;

Твсп - вспомогательное время;

К - плановый процент затрат рабочего времени на обслуживание рабочего места, отдых и личные надобности. Принимаем .

Основное и вспомогательное время сводим в таблицу:

Таблица 1.17 - Основное и вспомогательное время

Содержание работ	Время, мин.
	Основное	Вспомогат.
Взять заготовку и установить в ручей	-	0,025
Штамповать	0,014	-
Столкнуть штамповку на транспортёр. Смазать штамп	-	0,040
Итого	0,014	0,065

Определение нормы выработки

Норму Выработки определяем по формуле:

Расчет технологической себестоимости детали «Втулка»

Определяем технологическую себестоимость по формуле (стр. 7, [7]):

где М - затраты на металл,

З1 - сумма основной, дополнительной заработной платы производственных рабочих и отчисления на заработную плату;

Э - затраты на электрическую энергию;

Рд - затраты на текущий ремонт оборудования;

А - амортизация оборудования;

Н - затраты на наладку.

Определяем затраты на металл по формуле (стр. 7, [7]):

где Цм - стоимость одного килограмма металла. Принимаем Цм = 60 руб;

Цотх - стоимость одного килограмма отхода металла. Принимаем Цотх = 20 руб.

Определяем сумму основной, дополнительной заработной платы и отчисления на заработную плату по формуле (стр. 8, [7]):



где Зо - основная заработная плата рабочих. Определяем по формуле (стр. 7, [7]):

где Сч3б - часовая ставка бригады состоящей из 3-х человек

где Сч4р - часовая тарифная ставка рабочего 4-го разряда. Сч4 = 31,5 руб/ч;

где Сч3р - часовая тарифная ставка рабочего 3-го разряда. Сч4 = 28,35 руб/ч.

Зд - дополнительная зарплата. Определяется по формуле (стр. 7, [7]):

где Кд - процент дополнительной зарплаты. Принимаем Кд = 12%.

Зн - отчисления на заработную плату рабочих. Определяем по формуле (стр. 8, [7]):

Затраты на электроэнергию определяем по формуле (стр. 9, [7]):

где Цэл - стоимость одного квтЧч электроэнергии. Принимаем Цэл = 2,5 руб;

Nу - устанавливаемая мощность электродвигателя;

К1 - коэффициент использования мощности электродвигателя. принимаем

К1 = 0,45;

К2 - коэффициент использования электроэнергии по времени. Принимаем

К2 = 0,85.

Затраты на текущий ремонт оборудования определяем по формуле (стр. 9, [7]):

где Рмн - затраты на текущий ремонт за минуту работы оборудования Принимаем Рмн = 1,66 (стр. 10, [7]).

Величину амортизационных отчислений определяем по формуле (стр. 9, [7]):

где Цоб - стоимость оборудования. Принимаем Цоб = 1950000 руб;

Ан - норма амортизационных отчислений. Принимаем Ан = 10,7% (стр. 27, [7]);

Кз - коэффициент загрузки оборудования. Принимаем Кз = 0,85.

Затраты на наладку оборудования определяем по формуле (стр. 10, [7]):

где Зт б - часовая зарплата бригады наладчиков. Принимаем Зт б = 63 руб;

Т - трудоемкость наладки. Принимаем Т = 30 мин;

n - количество деталей в партии. Принимаем 5063 шт.

Тогда себестоимость штамповки «Ручка» будет равна:

1.4 Разработка технологического процесса изготовления штамповки детали «Угольник»

1.4.1 Выбор варианта технологического процесса

Штамповка детали «Угольник» на базовом предприятии изготавливается на штамповочном молоте. В дипломном проекте предлагается данную штамповку изготавливать на кривошипном горячештамповочном прессе, что позволит повысить производительность труда.

1.4.2 Разработка чертежа поковки

Назначение линии разъема

Для штамповки детали «Угольник» линии разъема назначаются по оси симметрии.

Определение предельно допустимого размера толщины полотна

Так как у детали «Угольник» нет очевидных тонких поверхностей, расчет предела минимальных размеров производится не будет.

Назначение припусков на механическую обработку

Припуски на механическую обработку назначаются исходя из наибольшего габаритного размера штамповки, материала и класса точности размера (табл. 9, стр. 109, [1]). Результаты сводим в таблицу 1.18:

Таблица 1.18 - Припуски штамповки на механическую обработку

Размер детали	Ш11.5	M22	17	33	Ш14	Ш22	R1.6	12	32
Припуск	-	1	1	1	-	1	-	1	1
Полный припуск	-	2	2	1	-	2	-	2	1
Напуск размера	Ш11,5	-	-	-	Ш14	Ш24	R1.6	-	-
Размер штамповки	-	Ш24	19	34	-	Ш24	-	14	33

Назначение допусков размеров штамповки

Назначение допусков на размеры штамповки

Допуски для детали «Угольник» назначаются с учетом двустороннего износа инструмента. На вертикальные размеры (перпендикулярные плоскости разъема) штамповки допуски назначаются с учетом 4-го класса точности, с учетом материала, с учетом площади штамповки в плане (табл. 10, стр. 110, [1]). На горизонтальные размеры штамповки (параллельные плоскости разъема) допуски назначаются с учетом класса точности, с учетом материала, с учетом размера штамповки (табл. 12, стр. 112,[1]). Результаты свожу в таблицу 1.19.



Таблица 1.19 - Допуски размеров штамповки

Размер штамповки	19	34	Ш24	Ш24	14	33
Допуск размера штамповки	+0,2 -0,1	+0,2 -0,1	+0,2 -0,1	+0,4 -0,2	+0,3 -0,15	+0,5 -0,25

Назначение допуска на смещение по линии разъема

Допуска на смещение по линии разъема назначается с учетом площадь штамповки в плане, класса точности.

Допуск смещения равен 0,15 мм (табл. 15, стр. 114, [1]).

Назначение штамповочных уклонов

Для штамповок из алюминиевых сплавов штамповочные уклоны назначаются как для штамповок в виде: «штамповки, изготавливаемые в штампах с выталкивателями» (табл. 2, стр. 99 , [1]); исходя из условия:

Наружные штамповочные уклоны назначаю

Назначение радиусов закругления

Назначение радиусов закругления производится в зависимости от высоты ребра h (табл. 4, стр. 104, [1]).

Радиусы закругления назначаю R2.

Составление чертежа штамповки

По рассчитанным и табличным данным составляем чертеж штамповки.

Определение объема и массы штамповки

Определение объема штамповки

Объем штамповки определяется как сумма элементарных объемов, по формуле:

Определение массы штамповки

Масса штамповки определяется по формуле:

,

где Gштамповки = 0,00000278 - (плотность алюминиевого сплава Д16).

.

1.4.3 Выбор переходов штамповки и определение размеров заготовки

Выбор и определение размеров облойной канавки

Для данной штамповки выбираю облойную канавку 1-го типа (табл. 22, стр. 123, [1]). Ее размеры свожу в таблицу 1.20 с учетом ориентировочного усилия оборудования, в зависимости от массы штамповки (табл. 16, стр. 298, [2]).

Таблица 1.20 - Выбор облойной канавки

	Усилие пресса 630 т
	Значение	Величина
	Sоб. к.	222 мм2
	R3	3 мм
	L	40 мм
	h	4 мм
	l	5 мм
	2а	2 мм

Построение расчетной заготовки и эпюры сечений

По результатам расчета строим расчетную заготовку и эпюру сечений.

Определяем объем расчетной заготовки по формуле 17, стр. 68 [4]:

52695мм3

где - площадь эпюры сечений. Определяем как сумму площадей элементарных фигур. = 5269.5мм2

М = 10.

Определяем площадь поперечного сечения средней расчетной заготовки по формуле (19 стр. 68, [4]):

Определяем средний диаметр расчетной заготовки:

Построенная расчетная заготовка является сложной расчетной заготовкой, так как имеется две головки и два стержня. Приводим сложную расчетную заготовку к двум элементарным, то есть находим линии раздела течения металла на стержнях по равенству площадей головок: l1 = l2 = 32,9 мм.

Определяем коэффициент трудности для элементарной расчетной заготовки по формулам:

По диаграмме пределов применения заготовительных ручьев в зависимости от массы штамповки, коэффициентов трудности определяем заготовительные переходы для элементарных расчетных заготовок, а затем для всей расчетной заготовки принимаем наиболее трудоемкий процесс. Для данной расчетной заготовки требуется один переход: окончательный штамповочный переход. Но, так как штамповка детали «Угольник» имеет изогнутую ось принимая в качестве предварительного ручья - гибочный ручей.

Расчет размеров заготовки

Определение диаметра заготовки:

.

Принимаем заготовку круг в соответствии с ГОСТ 21631-76, табл. 93, стр. 194, [3] dзаг = 32 мм.

Определение объема заготовки:

Определяем длину заготовки по формуле:

Массы заготовки рассчитывается по формуле: