Реферат: Разработка технологии горячей объёмной штамповки детали цапфы правой

МПС РФ

Уральская государственнаяакадемия путей сообщения

Кафедратехнологии конструкционных материалов и химии

Разработка технологии горячейобъёмной

штамповки детали цапфы правой

Курсовая работа

Пояснительная записка

Разработал:

Студент группы Т – 221__________________3.01.03 Краев К. М.

Руководитель:

Доцент, к. т. н. ___________________             МихайловаО. М.

Екатеринбург

2002

УрГУПС

Кафедра ТКМи химии

Задание накурсовую работу по предмету “Технология  конструкционнных материалов”

Раздел ковка и горячая штамповка.

Студенту группы Т-221 Краеву Константину Михайловичу.

Тема курсовой работы: Горячая объёмная штамповка.

1)   Исходные данные: рабочий чертёжзаготовки.

2)   Объём графических работ

         а) Чертёж поковки.

         б) Маршрутная блоксхема изготовленияпоковки.

         в) Карты эскизов.

3)   Содержание пояснительной записки.

         а) Сущность метода горячей объёмнойштамповки в открытом штампе.

         б) Характеристика материала поковки.

         в) Расчёт поковки.

         г) Описание технологического процесса.

         д) Устройство и принципы работы КГШП иковочных вальцов.

Реферат.

  

       В курсовой работе содержится 21 страница,  2 рисунка,1 таблицу.

Поковка, Термическая обработка,Допуски и кузнечные напуски, Дефекты в поковках, Класс точности поковки,Степень сложности поковки, Штамповочные уклоны, заусенечные канавки.

         В курсовой работе рассмотрена сущность методагорячей объёмной штамповки, преимущества и недостатки, характеристика материалапоковки, расчёт поковки.

 

СОДЕРЖАНИЕ

     Ведение-------------------------------------------------------------------------------- 5

1.   Сущность метода горячей объёмнойштамповки. Преимущества и недостатки — 6

2.   Характеристика материала  поковки итехнические требования к приёмке------------------------------------------------------------------------------- 9

3.   Расчёт поковки.   Назначениеприпусков,   допусков и кузнечных напусков-------------------------------------------------------------------------------11

4.   Разработка технологии изготовленияпоковки

         4.1     Описание технологического процесса горячейобъёмной

               штамповки---------------------------------------------------------------------  14

         4.2     Штамповка наковочных вальцах--------------------------------------   17

4.3     Устройство и принцип работыдеформирующего оборудования и штамповой оснастки — 18

5.   Дефекты в поковках. Способы ихпредотвращения и устранения — 21

      Заключение---------------------------------------------------------------------------- 24

      Список используемойлитературы------------------------------------------------ 25

Введение

 

         При производстве металлических изделий широко применяют обработку металловдавлением как в горячем, так и в холодном состоянии. Основными способамиобработки металлов давлением являются прокатка, волочение, прессование, ковка иштамповка.

         Прокатка – один из важнейших способов обработки давлением, которымобрабатывается 75-80% выплавляемой стали.

         Горячая объёмная штамповка поковок осуществляется в штампах. Штамп состоит издвух разъёмных частей, внутренние полости которых в собранном виде образуютручьи. Течение металла при деформации ограничивается формой и размерамивнутренней полости штампа. Получаемые поковки отличаются высокой точностьюразмеров, большей сложностью конфигурации, хорошим качеством поверхности именьшими допусками. Следовательно, штамповка обеспечивает значительную экономиюметалла, снижает трудоёмкость обработки в кузнечном цехе и при последующеймеханической обработке, повышает коэффициент использования металла иувеличивает производительность оборудования.

         Горячую объёмную штамповку широко применяют в автомобильной, тракторной,транспортной, авиационной и других отраслях промышленности.

1.    Сущность метода горячей объёмнойштамповки.

Преимущества и недостатки.

         Масса слитков   составляет  от   200 кг до 350т. Наибольшее распространение имеют   слитки   массой  более   1  т. Для    ковки    применяются    слитки многогранные   (чаще всегошести восьмигранные)    или    цилиндрические.

       По   способу изготовления поко­вокразличают свободную ковку и горячую объёмную штамповку.

        Горячая объёмная штамповка – это видобработки материалов давлением, при котором формообразование поковки изнагретой заготовки осуществляют с помощью специального инструмента – штампа.Течение металла ограничивается поверхностями плоскостей, изготовленных вотдельных частях штампа, так что в конечный момент штамповки они образуютединую замкнутую плоскость (ручей) по конфигурации поковки.

        В качестве заготовок для горячей штамповки в подавляющем большинстве случаевприменяют прокат круглого квадратного, прямоугольного профилей, а такжепериодический. При этом прутки разрезают на отдельные заготовки, хотя иногдаштампуют и от прутка с последующем отделением поковки непосредственно наштамповочной машине. Заготовки отрезают от прутка различными способами: накривошипных пресс-ножницах,  газовой резкой и т д.

         По сравнению с ковкой штамповка имеет рядпреимуществ. Горячей объёмной штамповкой  можно получать без напусков поковкисложной конфигурации, которые ковкой изготовить без напусков нельзя, при этомдопуски на штамповочную поковку в 3 – 4 раза меньше, чем на кованную. В следствииэтого значительно сокращается объём последующей механической обработки,штамповочные поковки обрабатывают только в местах сопряжения с другимидеталями, и эта обработка может сводиться только к шлифованию.

         Производительность штамповки значительно выше –составляет десятки и сотни штамповок в час.

         В то же время штамповочный инструмент штамп –дорогостоящий инструмент и является пригодным только для изготовления какой тоодной, конкретной поковки. В связи с этим штамповка экономически целесообразналишь при изготовлении достаточно больших партий одинаковых поковок.

         Кроме того, для объёмной штамповке поковоктребуется гораздо больше усилий деформирования, чем для ковки таких же поковок.Поковки массой в несколько сот килограммов для штамповки считается крупными. Восновном штампуют поковки массой 20 – 30 килограмм. Но благодаря созданиюмощных машин в отдельных случаях штампуют поковки массой до трёх тонн.

         Горячей объёмной штамповкой изготовляют заготовкидля ответственных деталей автомобилей, тракторов, сельскохозяйственных машин,самолётов, железнодорожных вагонов, станков и так далее.

        Конфигурация поковок чрезвычайно разнообразна, в зависимости от неё поковкиобычно разделяются на группы. Например, штампованные поковки, можно разделитьна 2 группы: удлинённой формы, характеризующиеся большим отношением длинны кширине, и круглые или квадратные в плане.

        Наличие большого разнообразия форм и размеров штампованных поковок, а такжесплавов, из которых их штампуют, обуславливает существование различных способовштамповки.

        Так как характер течения металла в процессе штамповки определяется типомштампа, то этот признак можно признать основным для классификации способовштамповки. В зависимости от типа штампа выделяют штамповку в открытых штампах ив закрытых штампах.

        Штамповка в открытых штампах характеризуется переменным зазором между подвижными неподвижным частями штампа. В этот зазор вытекает заусенец (облой), которыйзакрывает выход из полости штампа и заставляет металл целиком заполнить всюполость. В конечный момент формирования заусенец выжимаются излишки металла,находящийся в плоскости, что позволяет не предъявлять особо высоких требованийк точности заготовок по массе. Заусенец затем обрезается в специальных штампах.Штамповкой в открытых штампах получают поковки всех типов.

        Штамповка в закрытых штампах характеризуется тем, что полость штампа в процесседеформирования остаётся закрытой. Зазор между подвижной и не подвижной частямиштампа при этом постоянный и большой, так что образование заусенца в нём непредусматривается. Устройство таких штампов зависит от типа машины, на которыхштампуют. Закрытый штамп может быть с одной или двумя взаимно перпендикулярнымиплоскостями разъёма, то есть состоять из трёх частей.

       При штамповке в закрытых штампах надо строго соблюдать равенство объёмовзаготовки и поковки, иначе при недостатке металла не заполняются углы полостиштампа, а при избытке размер поковки по высоте будет больше нужного. Значитпроцесс получения заготовки усложняется, поскольку отрезка заготовок должнасопровождаться высокой точностью. Существенным преимуществом штамповки взакрытых штампах является уменьшение расхода металла, поскольку нет отходазаусениц. Поковки полученные  в закрытых штампах имеют более благоприятнуюмикроструктуру, так как волокна обтекают контур поковки, а не прорезаются вместе выхода металла заусениц. При штамповке в закрытых штампах металлдеформируется в условиях всестороннего неравномерного сжатия при большихзажимающих напряжениях, чем в открытых штампах. Это позволяет получить большиестепени деформации и штамповать малопластичные сплавы.

       К закрытой штамповке можно отнести штамповку выдавливанием и прошивкой, так какштамп в этих случаях выполняют по типу закрытого и отхода металла заусениц непредусматривает. Деформирование металла при горячей штамповке вдавливанием ипрошивкой происходит так же, как при холодном прямом и обратном выдавливании.  

2.    Характеристика материалазаготовки и технические требования.

 

Для поковки ''Цапфаправая'' использована сталь Ст3 ГОСТ 380 — 88

Химический состав

C = 0,14 – 0,22%

Si = 0,12 –0,30%

Mn = 0,40 –0,65%

Cr = 0,3%

P=0,04%

S=0,05%

Cu=0,3%

As=0,08%

Ni=0,3%

Сталь Ст3 конструкционная  обыкновенногокачества низкоуглеродистая низколегированная, по степени раскисления,спокойная, содержит в среднем 0,20%С;  0,3%Cr и 0,25%Si.

Поковка относится ко 2-й группе ГОСТ 8479 -70. Сдаетсяпо твердости. Твердость измеряют на одной поковки от партии. Партиякомплектуется из поковок одной марки стали, совместно прошедших термическуюобработку в одной печи./>

Гр.       НВ 111 – 156 ГОСТ 8479 – 70.

Для обеспечения заданной твердости поковка должна бытьподвергнута термической обработки: нормализации.

Нормализация: нагрев до 870 – 900 оС,выдержка 1 мин/мм, охлаждение на воздухе.

Стали обыкновенного качества поставляют в виде проката(проволока ГОСТ17305 — 71, прутки  ГОСТ 7417-75, уголки, трубы ГОСТ8732 — 78, полосаГОСТ 1577 — 81 и т. д.), а так же поковок ГОСТ8479 — 70. В зависимости отгарантируемых свойств их поставляют трех групп: А, Б, В.

Механические свойства поковок.

ГОСТ Состояние поставки, режим термообработки

Сечение

мм

σ0,2 σв σ5 Ψ KCU НВ

 

Мпа % Дж/см²

 

Не менее

 

нормализация

До 100

100-300

195

195

392

392

26

23

55

50

59

54

111-156 /> />

Температура критических точек.

АС1 Ас3(Асm) Ar3(Arcm) Ar1 735 850 835 680

Технологические свойства.

Температураковки °С: начала 1300, конца 750. Охлаждение на воздухе.

Свариваемость-сваривается.

Безограничений: способы сварки РДС, АДС под флюсом и газовой защиты ЭШС, КТС.

Длятолщины свыше 37 мм. Рекомендуется подогрев и последующая термообработка.

Склонностьк отпускной хрупкости- не склонна.

По структуре после нормализации стали подразделяют наследующие классы: перлитный, мартенситный, аустенитный, ферритный.

3.    Расчёт поковки

 

1)  Деталь – цапфа правая.

2)  Штамповочное оборудование  — Кривошипныйгорячештамповочный пресс (КГШП).

Нагрев заготовок – печной газопламенный.

Масса детали 2.57кг.

3)  Параметры поковки

-    Масса паковки; M = Mg/>Kp

             Mg – масса детали; 2.57 кг

             Kp – расчётный коэффициент; принимаем1,5 (Так как деталь с прямой осью)

           

             M = 2.57/>1,5 = 3.85кг

-    Класс точности паковкиустанавливаем в зависимости от технологического процесса и оборудования для еёизготовления.

              Класс точности  Т4

-    Группа стали устанавливаетсяисходя из среднего массового содержания углерода и легирующих элементов (Si, Mn, Cr, Ni, Mo, W, V)

              Группа стали принимаем М1

      (Углеродаоколо 0.22%)

-    Степень сложности определяем путёмвычисления отношения массы поковки к массе геометрической фигуры, в которуювписывается форма поковки.

 Gф=Vф/>d;      Vф = 1.64дм3;    d=7.8кг/дм3;      

 Gn/Gф = 3.85/12.8 = 0,3   

                  Степень сложности принимаем С3

      -    Выбор поверхности разъёма штампа.

      Поверхность разъёма называют поверхностьсоприкосновения верхней и           нижней половины между собой. На деталиплоскость разъёма штампа выбираем так ,   чтобы при этом глубина полости штампабыла наименьшей, что облегчает заполнение металлом полости штампа и хорошуювыемку штампованной поковки из неглубокой полости.

       Конфигурация поверхности штампа плоская ( П )

-    Исходный индекс определяем дляпоследующего назначения припусков на механическую обработку и допускаемыхотклонений размеров. Исходный индекс зависит от массы паковки, марки стали,степени сложности и класса точности паковки.

         Исходный индекс принимаем 10

4)  Назначение припусков намеханообработку, мм.

           Диаметр 100мм, чистота поверхности 12.5 припуск 1.3мм

 Диаметр 40 мм, чистота поверхности 12.5 припуск 1.2мм

 Диаметр 42 мм, чистота поверхности 12.5 припуск 1.2мм

 Диаметр 55 мм, чистота поверхности 12.5 припуск 1.2мм

 Диаметр 210 мм, чистота поверхности 12.5 припуск1.4мм

 Ширина 8 мм, чистота поверхности 12.5 припуск 1.1 мм

5)  Кузнечные напуски

        -    На наружные поверхности 50

        -    На внутренние поверхности 70

6)  Радиус закругления r=3,6- наружные углы, r*3=10,8 — внутренние углы.

          (Глубина ручья составляет 51мм, масса поковки 3.84кг.)

7)  Размеры поковки с припусками намеханообработку:

Диаметр 100 + 1.3*2 = 102.5 мм

Диаметр 40 + 1.2*2 = 42.5 мм

Диаметр 42 + 1.2*2 = 44.5 мм

Диаметр 55 + 1.2*2 = 57.5 мм

Диаметр 210 + 1.4 = 211.5 мм

Ширина 8 + 1.1 = 9 мм

8)  Допускаемое отклонение размеров:

Диаметр 102.5+1.3

Диаметр 42.5 +1.1

Диаметр 44.5+1.1

Диаметр 57.5 +1.1

Диаметр 211.5+1.4

Ширина 9+0.9

9)  Допускаемое отклонение отплоскости – 1мм.

10)Допускаемаявеличина высоты заусенца по контуру обрезки облоя — 3мм.

 

11)Расчет размеров заготовки :    

Диаметр заготовки равен максимальному диаметрупоковки  D=102мм.

           Длинна заготовки:     Lзаг=4/>Vзаг/П/>D2,       D = 102мм

                       Vзаг = Vпок + Vобл + Vуг;       

                       Vпок = 0,922дм3– расчитанно по чертежу.

                       Vобл = 0,08/> Vпок = 0,08/>0,922=0,07дм3

                        Vуг = 0,03/> (Vпок +Vобл)= 0,03/>0,992=0,02дм3

            Vзаг = 1,02дм3;       

             Отсюда длина заготовки Lзаг = 1,24дм3

 

12)Выбор усилия КГШП:

         Масса поковки равна 3,85кг, значит усилие 20000 кН.

4.  Разработка технологии изготовления поковки.

 

4.1 Технологический процесс горячей объёмнойштамповки.

·    Транспортирование заготовки сосклада. Для этого используют любой транспорт.

·    Отрезка заготовки выполняетсягидравлическими ножницами усилием 10000 кН при температуре 700 – 4500С.

·    Наладка оборудования. Проверить наработоспособность ковочные вальцы и КГШП. Ручей штампа смазывают специальнымраствором.

·    Выборочный контроль размеровзаготовки. Проверяют размеры заготовки с помощью измерительных средств.

·    Нагрев. Нагрев производится в печис газопламенным способом нагрева до температуры 13000С.

·    Горячая объемная штамповкапроизводится после нагрева заготовки в печи до температуры 13000С, азатем подается на ковочные вальцы для предварительной штамповки, после чегополучившуюся заготовку кладут в ручей КГШП при температуре 1280 – 7500С.

·    После объемной штамповки идетоперация обрезки заусенца. Эту операцию производят специальными обрезнымипрессами с обрезными штампами (например, Пресс КА 9536 усилием 4000 кН), а также обрезку заусенца можно производить с помощью КГШП при температурноминтервале 730 – 6300С.

·    Для стали Ст3 в ролитермообработки можно произвести нормализацию. Температура нормализации 870 –9000С, а затем охлаждение на воздухе. Нормализация производится для приданияметаллу требуемый уровень механических свойств, для обеспечения необходимуюструктуру.

·    Правка поковки. Эту операциювыполняют для устранения искривлений осей и искажения поперечных сечений,образующихся при затруднённом извлечении поковок из штампа, после обрезкизаусенца, а также после термической обработки. Крупные поковки и поковки извысокоуглеродистых и высоколегированных сталей правят в горячем состоянии, либов чистовом ручье штампа, либо на обрезном прессе, либо на отдельной машине.Мелкие поковки можно править в холодном состоянии после термической обработкина специальном оборудовании (обычно на фрикционных молотах с доской), вправочных штампах, ручьи которых изготовляют по чертежу холодной поковки.

·    Очистка поковок от окалины. Очисткаобеспечивает условие работы режущего инструмента при последующей механическойобработке, а также контроль поверхности поковок. Очистку производят несколькимиспособами: в барабанах, дробью, травлением.

В барабанах очищают поковки следующим образом. Поковкизагружают в барабан с наклонной осью вращения, в котором находятся стальныезвёздочки. При вращении барабана поковки трутся и ударяются друг с другом и созвёздочками, благодаря чему и происходит сбивание окалины. При очистке тяжёлыхпоковок на их поверхности образуются забоины, поэтому таким способом их неочищают.

Дробеструйная очистка заключается в том, что дробьразмером 1-3мм с большой скоростью ударяет о поверхность поковок и сбивает сних окалину. Скорость дроби сообщает сжатый воздух в специальных аппаратах.Этим способом очищают мелко- и среднегабаритные поковки. Травлением в водныхрастворах кислот, нагретых до 40-60 С, очищают крупногабаритные поковки сложныхконфигураций.

·    Калибровка повышает точностьразмеров всей поковки или её отдельных участков. Таким образом, последующаямеханическая обработка ограничивается только шлифованием. Различают плоскостнуюи объёмную калибровку.

           Плоскостная калибровка служит для полученияточных вертикальных размеров на одном или нескольких участках поковки,ограниченных горизонтальными плоскостями. При плоскостной обработке поковкуправят в холодном состоянии на кривошипно-коленчатых прессах.

           Поскольку калибруют с небольшой степеньюдеформации (менее 5-10%), необходимо заранее предусматривать припуск накалибровку. Причём, с увеличением припуска точность размеров после калибровкиуменьшается, а качество поверхности улучшается. Обычная точность послекалибровки составляет от 0,1 до 0,25 мм, а допуск при калибровке с повышенной точностьюв 2 раза меньше.

           Объёмной калибровкой повышают точностьразмеров поковки в разных направлениях и улучшают качество её поверхности.Калибруют в штампах с ручьями, соответствующими конфигурации поковки. Приобъёмной калибровке возможно образование небольшого заусенца, который удаляютна наждачном станке. В этом случае калибровка повышает и точность массыпоковки. Объёмную калибровку проводят в холодном и горячем состоянии. Холоднуюкалибровку производят на кривошипно-коленных прессах для мелких поковок, таккак усилие при объёмной калибровке примерно в 2 раза больше, чем приплоскостной. Горячую калибровку производят при температурах более низких, чемтемпература конца штамповки, на штамповочном оборудовании.

·   Контроль поковки. Контролируют не только готовыепоковки, но и изготовление их на всех этапах, начиная от контроля исходныхзаготовок.

При контроле готовых поковок производят их внешнийосмотр, выборочно измеряют геометрические размеры, твёрдость по Бринелю. Размерыконтролируют универсальными измерительными инструментами: штангенциркулями,штангенвысотомерами, штангенглубиномерами и др.и специальными инструментами:скобами, шаблонами и контрольными приспособлениями. Несколько поковок из партиииногда подвергают металлографическому анализу и механическим испытаниям.Внутренние дефекты в поковках определяют ультразвуковым методом контроля ипросвечиванием лучами Рентгена.

4.2 Штамповка на ковочных вальцах (вальцовка).

     Эта штамповка напоминает продольную прокатку водной рабочей клети, на двух валках которые закрепляют секторные штампы,имеющие соответствующие ручьи.

/>

Нагретую заготовку 1 подают до упора 2 в тот момент,когда секторные штампы 3 расходятся. При повороте валков происходит захватзаготовки и обжатие ее по форме полости; одновременно с обжатием заготовкавыталкивается в сторону подачи.

На вальцах изготовляют поковки сравнительно несложнойконфигурации, типа звеньев цепей, рычагов, гаечных ключей и т. п. Кроме того,на вальцах фасонируют заготовки для последующей штамповки, чаще всего накривошипных горячештамповочных прессах.

Профилируют и штампуют на вальцах в одном илинескольких ручьях. Исходное сечение заготовки принимают равным максимальномусечению поковки, так как при вальцовке происходит главным образом протяжка.

4.3 Устройство и принцип работы деформирующегооборудования и штамповочной оснастки.

/> <td/> />
Кинематическая схема КГШП

Рисунок 1

1-   Ползун;

2-   Тормоз

3-   Шкив

4-   Электродвигатель

5-   Приёмный вал

6-   Малое зубчатое колесо

7-   Большое зубчатое колесо

8-   Пневматическая функциональнаядисковая муфта

9-   Кривошипный вал

10-  Шатун

11-  Стол пресса

12-  Клин

         Штамповка на кривошипных горячештамповочных прессах КГШП изготовляют усилием5-10 мм. Они успешно заменяют и во многих случаях по технологическим возможностямпревосходят паро-воздушные штамповочные молоты с массой подающих частей до 10тонн. КГШП характерно то,  что усилие, возникающее при штамповке,воспринимается массивной станиной. На станине пресса установленэлектродвигатель. На его валу закреплён шкив, от которого крутящий момент черезклиноременную передачу передаётся маховику, закреплённому на приёмном валу. Надругом конце этого вала насажана малое зубчатое колесо, находящееся взацеплении с большим зубчатым колесом со встроенной в него пневматическоймуфтой включения. Большое зубчатое колесо с муфтой расположено на коленчатомвалу, который при вращении приводит в движение шатун с ползуном в направляющиестороны.

         Для остановки вращения кривошипного вала после включения муфты служит тормоз.Стол пресса, установленный на наклонной поверхности, может перемещаться клиноми тем самым в незначительных пределах регулировать высоту штамповочногопространства. Для обеспечения удаления поковки из штампа пресса имеетсявыключатели в столе и ползуне. Выталкиватели срабатывают при ходе ползунавверх. Остановка моховика производится тормозом при включенномэлектродвигателе.

        В отличии от молотов прессы имеют жёсткий график движения ползуна, полный ходкоторого вверх и вниз одинаков и равен удвоенному радиусу кривошипа. В связи сэтим при многоручьевой штамповке невозможно применить протяжной, подкатной,отрубной ручьи. Поковки, требующие использования указанных ручьёв штампуют наКГШП из заготовок периодического проката или предварительно фасонированных наковочных пальцах. Скорость ползуна в момент соприкосновения верхней частиштампа с заготовкой равна 0,3 – 0,8 м/с, то есть в несколько раз меньшескорости базы молота в момент удара. Так как деформация выполняется в каждомручье за один ход пресса, заготовки должны быть чистыми от окалины во избежаниипорчи поверхности паковки.

         Постоянство величины хода ползуна, большая точность его движения в мощныхрегулируемых направляющих станины пресса, применение штампов с направляющимиколонками и выталкивателями для принудительного удаления поковок обеспечиваетбольшую точность изготовления поковок, с меньшими штамповочными уклонами,припусками, допусками и расходом металла, чем при штамповке на молотах.Выталкиватели размещают в вертикальных отверстиях ручьевых вставок штампа. Вовремя штамповки рабочей поверхности выталкивателей составляют часть поверхностиручьёв. При обратном ходе ползуна специальный механизм в штампе, приводимый вдействие от выталкивателя пресса, поднимает ручьевые выталкиватели, которыевыбрасывают поковку из ручья.

          Для исключения заклинивания и поломки пресса открытые штампы на КГШП несмыкаются на величину заусенца из-за отсутствия ударов служат больше молотовых.На КГШП используют     штампы сборной конструкции с ручьевыми вставками,которые при износе заменяют. Наличие выталкивателей обеспечивает удобствоштамповки в закрытых штампах выдавливанием и прошивкой. При выдавливаниизаготовку устанавливают в полость штампа и осаживают в этой полости содновременным истечением части металла за её пределы. КПД прессов примерно в 2раза выше КПД молотов. Прессы совершают 35-90 ходов в мин, то есть примерностолько, сколько 4 эквивалентные им по мощности молоты. Штамповка на прессе в1,5 – 3 раза производительней, чем на молоте, и её легче механизировать иавтоматизировать.

         При закрытой штамповке без заусенца полученная по приведённой формуле значенияусилия уменьшают на 2,0 – 2,5%. P = k /> F,где P – площадь проекции штампованной паковки с заусеничнымносочком, см кв; k – коэффициент, учитывающий сложность формы поковок (k =6,4 / 7,3).

5   Дефекты в поковках. Способыих предотвращения и устранения.

 

Брак в штампованных поковках может быть из-занесоответствия хи­мического состава или профиля исходного материала заданному ииз-за других его дефектов, например рисок, волосовин, закатов, плен ирасслоений.

При резке возможен брак по длине заготовок принеправильной установке или неполной подаче прутка до упора, а также по ко­сомусрезу, сколу и заусенцам вследствие неправильной величины зазора между ножамиили их затуплепия. При резке крупных про­филей могут образоваться торцовыетрещины, появление которых можно предотвратить подогревом проката перед резкойдо 3000С.

/>Видыбрака при нагреве заготовок перед штамповкой такие же, как и при нагреве передковкой.

На штампованных поковках от окалинымогут быть вмятины глубиной до 3 мм и забоины от механических повреждений приудалении из штампа и транспортировке горячих поковок. В ре­зультате удара попоковке, не находящейся в нижней фигуре штампа или смещенной относительно этойфигуры, последняя сплющивается (неисправимый брак — лом-бой). При недостаточ­ныхнагреве, числе ударов или массе падающих частей молота чистовой ручей, углы иребра поковки не заполняются или недоштамповываются, что увеличивает размерыпоковки по высоте._ В результате неисправности направляющих в машине и штампе

одна половина поковки смещается относительно другой попло­скости разъема.

Зажимы на заготовке образуются при сильных ударах поней при протяжке или подкатке (рис. 278, а), при несоответствии чер­новогоручья чистовому (рис. 278, б), а также при эксцентричной укладкезаготовок в штамповочные ручьи.

На поковках может остаться заусенец, а также могут быть

полученыпоковки повышенной кривизны и размерами с отклонениями от допусков.

При штамповке па КГШП может не заполниться фигураштампа, покоробиться поковка при ее выталкивании, увеличиться размер поковкииз-за повышенного износа штампа в месте наи­более интенсивного течения металлаи образоваться зажим от истечения металла из перемычки или пленки в телопоковки (рис. 278,в).

Из-занеправильной конструкции штампа при штамповке вы­давливанием может возникнутьутяжка (рис. 278, г), зажим (рис. 278, (3), наружные и внутренние сколы ;(рис.278, с, ж).

Штампованные поковки контролируют на всех этапах ихизготовления.

Химическийсостав металла проверяют лабораторным химическим анализом, спек­тральныманализом с помощью стилоскопов, стиломеров или спектроскопов, сравнительныманализом по искре, воз­никающей при соприкосновении металла с переноснымабразивным кругом, и тер­моэлектрическим анализом. Размеры про­филя проверяютмерительным инструмен­том, а поверхностные дефекты обнаружи­вают визуально.

Контролируют также время нагрева заготовок, а прииндукционном нагреве и потребляемую индуктором мощность. Температуру заготовокконтролируют оп­тическими пирометрами и термопарами, размеры штампованныхпоковок — универсальными и специальными измеритель­ными инструментами. Изуниверсальных инструментов применяют штангенцирку­ли, штангенвысотомеры,штангенглубиномеры, индикаторные кронциркули, радиусомеры, щуцы и др.

Для всесторонних измерений первые и последние поковки,снимаемые со штампа, размечают на контрольной пли­те с применением поверочныхпризм, струбцинок и штангенрейсмуса.

Для повышения эффективности конт­роля используютспециальный инстру­мент — скобы, шаблоны, контрольные приспособления.

Контрольныеприспособления состоят из базирующего, за­жимного и измерительного устройств.Их подразделяют на наладочные, показывающие фактические размеры поковок, иприем­ные, фиксирующие соответствие или несоответствие размеров по­ковкидопуску. Контрольными приспособлениями можно сделать 300—1500 измерений в час.

Послетермообработки контролируют твердость поковок но Бринелю. Затем из партииштампованных поковок отбирают 2—5 шт. для металлографического анализа имеханических испы­таний.

Внешние дефекты на поковках выявляют восновном визуаль­ным осмотром, на ответственных поковках — магнитным и лю­минесцентнымметодами контроля. Последний заключается в том, что поковки погружают в смесьавтола с керосином, которая про­никает в трещины. Затем поковки окунают вбензин на 5—10 с и промывают в горячей воде. При этом смесь автола с керосиномс поверхности поковки смывается, а в глубоких трещинах остается. Промытые ивысушенные поковки опыляют порошком окиси маг­ния (магнезией) очень тонкогопомола и затем в затемненной ка­бине освещают ультрафиолетовыми лучами (ртутнойкварцевой лампой). При освещении автол с керосином в трещинах излучают яркобелый свет, а поковка — темно-фиолетовый. Описываемым методом обнаруживаютглубокие тонкие трещины шириной даже менее 0,005 мм.

Хорошие результаты дает метод вихревыхтоков, позволяю­щий контролировать химический состав, твердость, дефекты,структурное состояние, внутренние напряжения в поковках и размеры их сечений(наружные диаметры с точностью до 0,01%, внутренние до 0,1% от номинальныхдиаметров). Внутренние де­фекты в поковках определяют ультразвуковым методомконтроля и просвечиванием лучами рентгена.

Ультразвуковой метод основан на отраженииультразвуковых колебаний от поверхностей внутренних дефектов металла.

Рентгенодефектоскопия основана на том,что при прохождении плотного металла рентгеновскими лучами мощность и интенсив­ностьпоследних уменьшаются по сравнению с мощностью и ин­тенсивностью лучей,прошедших через внутренние дефекты. Рент­генодефектоскопия имеет ограниченноеприменение.

Заключение

           В процессе курсовой работы был разработан технологический процесспроизводства детали  (Деталь цапфа правая) методом горячей объёмной штамповкиКГШП из круглого прокатного профиля.

            Также были рассмотрены следующие вопросы:

1.  Произведён расчёт поковки детали.

     Определены припуски на механическую обработку, кузнечные напуски, допускаемые отклоненияразмеров, высоты заусенца по контуру обрезки облоя.

2.  Определили техническую схемупроизводства поковок, охарактеризовали штамповочное оборудование (КГШП),сравнили данный метод получения заготовок с другими методами,  привелихарактеристики материала заготовки. Выполнили графическим материал, которыйвключает в себя чертёж поковки и карту эскизов поковки по операциям. Привелипримеры основных дефектов в поковках и определили способы их предотвращения иустранения.

Список основной литературы.

 

1.  Технология конструкционныхматериалов: учебник для вузов под редакцией А.М. Дальского-М: Машиностроение1997 – 664с с ил.

2.  Михайлова О. М. Расчёт поковки –методическое указание – Екатеринбург – 1998г.

3.  Сборник: Сорокин В. Г. Марочниксталей и сплавов: Машиностроение, 1989 – 640с.

4.  Михайлова О. М. Основныетребования к содержанию курсовой работы по технологии конструкционных материалов– методическое указание – Екатеринбург 1997г.

5.  Технология и оборудование ковки иобъемной штамповки под редакцией

      Е. И. Семенова: Машиностроение, 1978. 311с. с ил.