Расчет штампованной заготовки

Размещено на http://www.allbest.ru/

Расчет штампованной заготовки

Горячая объёмная штамповка -- это вид обработки металлов давлением, при которой формообразование поковки из нагретой заготовки осуществляют с помощью специального инструмента -- штампа. Течение металла ограничивается поверхностями полостей (а также выступов), изготовленных в отдельных частях штампа, так что в конечный момент штамповки они образуют единую замкнутую полость (ручей) по конфигурации поковки. В качестве заготовок для горячей штамповки применяют прокат круглого, квадратного, прямоугольного профилей, а также периодический. Применение объемной штамповки оправдано при серийном и массовом производстве. При использовании этого способа значительно повышается производительность труда, снижаются отходы металла, обеспечиваются высокие точность формы изделия и качество поверхности. Штамповкой можно получать очень сложные по форме изделия, которые невозможно получить приемами свободной ковки.

Недостаток такого способа штамповки - необходимость удаления облоя при последующей механической обработке. Штамповкой в открытых штампах можно получить поковки всех типов.

1. Исходные данные

Штамповочное оборудование КГШП

Нагрев индукционный

Материал сталь 25хгт ГОСТ 4543-71

(По ГОСТ 4543-71): С ( 0,22-0,29%); Si(0.17 - 0.37%) ; Мп(0,8 - 1,1%) ; Ni(до 0,3%);S(до 0,035%); Р(до 0,035%); Cr(1 -1,3%);Ti(0.03 - 0.09%); Сu(до0,3%)

2. Расчет массы детали

штамповка обработка металл ковочный

m=V*сс=7.812

V_отв=1,5²*3,14*7,5 = 53см³

*3,14*1,4=174см³

V_ц1=3,14 *2,25²*1,9 = 30см³

V_ц2=3,14 * 2,25² *4,2 = 67 см³

V_дет=(V_шест+V_ц1+V_ц2) -V_отв=(174+30+67)-53 =218см³

M_дет=218 *7.812 =1700=1,7кг

2.1 Масса поковки -3,06 кг ( расчетная)

Расчетный коэффициент - К_р=1,8([1] приложение 3 стр35)

1,7 * 1,8 =3,06 кг

2.2 Класс точности - Т1 ([1] приложение 1, стр. 28) Прецизионная штамповка

Способ штамповки при котором обеспечивается установленная точность одной или нескольких функциональных поверхностей, которые не подвергаются окончательной обработке. В данном случае - «проточки» на шестерне и продолжение, как конусная часть.

2.3 Группа стали -М1([1] приложение 1, стр. 8) Средняя массовая доля углерода в стали 25 ХГТ 0,25%, суммарная доля легирующих элементов 2,3%(Si-0.17%, Mn-0.8% ; Ni-0,3; Cr -1 %; Ti-0,03%; Cu-0,3%)

2.4 Степень сложности -С4([1]приложение 2, стр.30)

Отношение толщины полотна к диаметральному размеру:

2.5 Конфигурация поверхности разъема штампа П ( плоская) таблица1,стр 8[1] ГОСТ 7505-89

2.6 Исходный индекс 13 ([1] таблица 2, стр. 10)

3. Припуски и кузнечные напуски

3.1 Основные припуски на размеры([1] таблица 3; стр. 12)

1.1-диаметр 127мм и чистота поверхности 3,2

0,8 - диаметр 40 мм и чистота поверхности 12,5

1,0 - толщина 75 мм и чистота поверхности 3,2

0,9 - толщина шестерни 14 и чистота поверхности 3,2

3.2 Дополнительные припуски, учитывающие:

Смещение по поверхности разъема штампа - 0,1([1] таблица 4; стр. 14)

Отклонение от плоскостности - 0,2 ([1] таблица 5 ; стр.14)

3.3 Штамповочный уклон:

На наружной поверхности - не более 5°; принимаем 5°

На внутренней поверхности - не более 7°; принимаем 7°

4. Размеры штамповки и их допускаемые отклонения

4.1 Размеры штамповки:

Диаметр 127+(1,1+0,1+0,2)*2 = 129,8; принимаем 131 мм

Диаметр 40+(0,8+0,1+0,2)*2 =42,2; принимаем 43 мм

Толщина 75+( 1+0,2) =76,2 ; принимаем 77 мм

Толщина 14 +(0,9+0,2)*2 =16,2; принимаем 17 мм

4.2 Радиус закругления наружных углов - 2 мм(минимальный); принимаем 3 мм таблица 7; стр.15[1]ГОСТ 7505-89)

4.3 Допускаемые отклонения размеров (мм) ([1] таблица 8;стр.17)

Диаметр - ; Диаметр Толщина Толщина

4.4 Неуказанные предельные отклонения размеров по п.5.5[1], т.е.

Принимаются равными 1,5 допуска соответствующего размера поковки с равными допускаемыми отклонениями.

4.5 Неуказанные допуски радиусов закругления по п.5.23([1] таблица 17; стр.26) Допуск мм

4.6 Допускаемая величина остаточного облоя([1] таблица 10; стр.21) 0,5 мм

4.7 Допускаемое отклонение от плоскостности [1][2] (таблица 13;стр.23) 0,4 мм

4.8 Допускаемое смещение по поверхности разъема штампа 0,3 мм ([1]таблица9; стр.20)

4.9 Допустимая величина высоты заусенца 3 мм ([1]по п.5. 10; стр.21)

5.0 Определение коэффициента использования металла (КИМ)

КИМ=; Рассчитываем массу заготовки как: М=V*с

V_шест.=р*r²*1.7=3.14*6.55²*1.7 =229см³

V₁=р*r²=3,14*2,15²*19,5= 28,3 см³

V₂= р*r2=3,14*2,1²*4,2 = 58,2 см³

V_общ.=28,3+58,2+229 = 315,5 см³

М_заг.= 315,5*7,812 =2464,6 =2,4646 кг КИМ= =0,69*100% =69%

Низкий КИМ обусловлен тем, что согласно пункту 6.4 (стр.27)[1] ГОСТ7505-89, «впадины и углубления в поковке, когда их оси параллельны направлению движения одной из подвижных частей штампа, а диаметр или наименьший поперечный размер не менее 30 мм, выполняют глубиной до 0,8 их диаметра или наименьшего поперечного размера- при изготовлении на молотах и прессах и до 3-х диаметров - при изготовлении на горизонтально- ковочных машинах». В данном примере при диаметре 26 мм - углубления не выполняются.

Расчет поковки

Ковка -- это высокотемпературная обработка различных металлов (железо, медь и её сплавы, титан, алюминий и его сплавы), нагретых до ковочной температуры. Для каждого металла существует своя ковочная температура, зависящая от физических (температура плавления, кристаллизация) и химических (наличия легирующих элементов) свойств. Для железа температурный интервал 1250-800 °С, для меди 1000-650 °С, для титана 1600--900 °С, для алюминиевых сплавов 480-400 °С.

Различают:

· ковка на молотах (пневматических, паровых и гидравлических)

· ручная ковка

· штамповка

Машинную ковку выполняют на специальном оборудовании -- молотах с массой падающих частей от 40 до 5000 кг или гидравлических прессах, развивающих усилия 2-200 МН (200-20000 тс), а также на ковочных машинах. Изготовляют поковки массой 100 т и более.

Ковка является одним из экономичных способов получения заготовок деталей. В массовом и крупносерийном производствах преимущественное применение имеет ковка в штампах, а в мелкосерийном и единичном -- свободная ковка

1. Выбор вида поковки согласно табл. 1, [3], стр.5

Для данной детали подходит №5- круглого сечения с буртом

L₁?0.3D 14мм?38мм; h_1.2?12 мм 19(42)?12мм

2. Припуски и предельные отклонения для гладких поковок выбираем в соответствии с[3] черт. 2 и табл.2 для 1 группы точности: - 9±1

127 +3*9 = 154 ± 1 мм 40+(3*9) = 67±1 мм

3. Припуски и предельные отклонения на общую длину и размеры от единой базы до уступов и выступов выбираем в соответствии с [3] черт 6. (стр.18)За базу выбираем торец выступа наибольшего диаметра.

L₁=(L₁+1.5*д)±Д/2=(14+1.5*9)±1.5*1= 27.5 ± 3 мм

L₂= (L₂-0.75д₁+1.5д₂)±1.5Д/2= 42-6.75+13.5=48.75±3 мм

L = (L+1.5д +1.5д)±1.5(Д/2+Д/2) = (75+13.5*2)±3*2 =102 ±6 мм

4. Дополнительный припуск Дd=87мм - 4 мм

5. Выбираем основное сечение : выбирается как D₁L₁>D₂(L₂+L₃)

127*14 > 40*(19+42) 1778 <2440; - условие не выполняется

Основное сечение - d=42 мм

6. Определяем минимальную высоту уступов - [3]табл.7, стр.23 (3) 12 мм

7. Определяем минимальную длину уступов -[3] табл. 8, стр27(3). 150 мм - уступы не могут быть выполнены.

8. Определяем минимальную поковочную длину бурта - [3]табл. 9-30 мм - бурт не может быть выполнен

Согласно расчетам поковка не может быть выполнена с буртом согласно[3] №5, таблицы№1, так-как размеры детали не соответствуют минимальным размерам длины бурта и длину уступа. В этом случае поковку выполняем в виде цилиндра.

9. Расчет КИМ:

- Объем заготовки- V=рr²*h; V= 3,14*6,8²*10,3 =1495,5 см³

- Масса заготовки - V*с; G = 1495,5 * 7,812 = 11682,8 = 11,7 кг

- КИМ = *100% = 0,15%

Из-за небольших размеров детали поковку невозможно выполнить с максимальным приближением к форме детали. По этой причине низкий КИМ, но заготовка более простой формы облегчает трудоемкость получения заготовки.

Список используемой литературы

1. ГОСТ 7505-89 « Поковки стальные штампованные. Допуски, припуски и кузнечные напуски» (Государственный комитет СССР по управлению качеством продукции и стандартам).

2. Проектирование поковок, штампуемых на молотах, штампах и ГКМ.

Методические указания к выполнению практической работы «Технологические процессы в машиностроении» для студентов очной и очно-заочной форм обучения специальности 151001. «Технология машиностроения».

3. ГОСТ7062 -79 «Поковки из углеродистой и легированной стали, изготовляемые ковкой на прессах».

Размещено на Allbest.ru