Химический состав стали

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА 4

Расчет поковки стальной штампованной

ЦельНаучиться рассчитывать заготовку- поковку для заданной детали определять норму расхода материала

Основные положения

Процесс обработки металлов давлением (ОМД) заключается в придании материалу требуемой формы, размеров и физико-механических свойств без нарушения его сплошности путем пластической деформации. В зависимости от полноты восстановления исходной формы и размеров тела после прекращения воздействия внешних сил различают упругую и пластическую деформацию, которые в процессе ОМД сопутствуют друг другу.

Проектирование технологического процесса горячей объёмной штамповки заключается в разработке чертежа (эскиза) поковки, выполняемого на основании чертежа (эскиза) готовой детали (рис. 1, ) и расчёте основных параметров штамповки

Разработка эскиза поковки осуществляется с учетом следующих факторов

При выборе плоскости разъёма штампа необходимо учитывать следующее Она должна обеспечивать возможность свободного извлечения поковки из штампа, препятствовать возможному сдвигу одной части штампа относительно другой, плоскость разъёма должна пересекать вертикальные поверхности поковки.

На поверхности поковки, подлежащих механической обработке (обозначенные знаком ), назначают припуски. Их выбирают по таблицам из ГОСТ7505-89 в зависимости от габаритных размеров и массы поковок и от требований к поковкам .

По тем же таблицам назначают допуски – допустимые отклонения размеров поковок из-за возможной их недоштамповки по высоте, сдвига штампов, их износа.

Штамповкой не всегда можно получить сложную конфигурацию поковки. Поэтому для упрощения формы назначают напуски, представляющие собой часть объёма поковки, добавляемую для облегчения её изготовления. К напускам также относят штамповочные уклоны, внутренние радиусы закруглений, перемычки отверстий.

В штампах с одной плоскостью разъёма нельзя получить сквозное отверстие в поковках. Поэтому в них делают наметку отверстия сверху и снизу, а между ними остается перемычка, толщина которой S = 0,1 dотв поковки. Отверстия диаметром менее 30 мм в поковках не делают, их получают сверлением.

На боковые поверхности поковки (перпендикулярные плоскости разъёма штампа), для облегчения извлечения её из штампа, назначаются штамповочные уклоны. Различают наружные a и внутренние b уклоны. Внутренние уклоны на 2ᵒ – 3ᵒ больше наружных, т.к. при охлаждении поковки её внутренние поверхности прижимаются к штампу, а наружные отходят от стенок штампа, уменьшая вероятность застревания поковки в штампе

Рис. 2. Наружные R и внутренние R1 радиусы закругления поковок, плоская

перемычка под прошивку, наружные a и внутренние b штамповочные уклоны

На пересекающиеся поверхности поковки назначаются наружные R и внутренние R1 радиусы закруглений (рис. 2), которые необходимы для лучшего заполнения полости штампа металлом, предохранения его от преждевременного изнашивания и поломок, а также для получения качественных поковок. Величина радиусов закруглений регламентируется ГОСТ 7505 – 89 .

Практически достаточно, если наружные радиусы будут на 0,5 – 1 мм больше величины припуска на механическую обработку данной поковки, а внутренние радиусы закруглений в 2 – 3 раза больше наружных. Для облегчения изготовления штампа радиусы следует для каждой поковки унифицировать, т.е. выбрать одно значение радиусов наружных и одно значение радиусов внутренних из следующего ряда чисел 1; 1,5; 2; 2,5; 3; 4; 5; 6; 8; 10; 12,5.

Эскиз поковки составляется на основе эскиза детали с учётом припусков на механическую обработку, допусков на размеры и технологических напусков (штамповочных уклонов, перемычек в отверстиях, внутренних радиусов закруглений и др.).

Расчёт объёма и массы поковки следует выполнять по эскизу поковки, разбивая весь объём на элементы, представляющие собой правильные геометрические тела.

Пример задачи.

Исходные данные

Деталь - втулка

Штамповочное оборудование – кривошипный горячештамповочный пресс (КГШП.)

Нагрев заготовок – индукционный.

Материал – сталь 60

Тип производства массовый

ГОСТ 7505-89, ГОСТ 1050-88

Рис. 1. Эскиз детали

Последовательность расчета

Химический состав стали

Материал – сталь 60:

(0,57…0,65%) С; (0,5…0,8) % Mn; (0,17…0,37)% Si; до 0,25% Cr.

Масса детали

Мд= V∙ρ = [( 1727+-265) – 665] х7.8= 10350 г= 10,3 кг

где ρ- плотность стали 7,8 см³/ г, V – объем фигур (см³)

Разбиваем деталь на фигуры ( цилиндр)

Определяем объем наружных поверхностей и внутренних

Vн= V1+V2 = хh + хh = 3,14х15²/ 4 х1,5 +3,14х20²/ 4 х 5,5 =1727 см³

Vв= хh = 3,13х11²/4 х7 = 665 см³

3. Масса поковки (расчетная) – 15,4 кг²

расчетный коэффициент: КР = 1,6 ( таб 20 Приложения 3ГОСТ )

Мп = 10,3×1,5 = 15,4 кг.

4 Класс точности – Т3( таб 1 Приложение 19 ГОСТ).

Кривошипные горячештамповочные прессы, закрытый штамп

5. Группа стали – М3 (таб 1 ГОСТ):

Средняя массовая доля углерода в стали 65 – 0,65% С;

суммарная массовая доля легирующих элементов – 1,04% (0,27% Si; 0,65% Mn; 0,12% Cr).

6. Степень сложности – С1 (таб 1 ГОСТ).

Размеры описывающей поковку фигуры (цилиндр), мм:

диаметр 210– (200×1,05);

длина 74 – (70×1,05), (где: 1,05 – коэффициент).

Масса описывающей фигуры (расчетная) –

Мф= Vф х h= 3.14х21²/4 х7.4 =1425 х 7,8=20 кг

МП:МФ= 15,4: 20 = 0,77

7. Конфигурация поверхности разъема штампа – П (плоская).

8. Исходный индекс – 9 (таб. 2 ГОСТ).

9 Основные припуски на размеры (таб 3 ГОСТ), мм:

Основные

диаметр 200 мм – 1,3 мм и чистота поверхности Ra12,5;

диаметр 150 мм – 1,5мм и чистота поверхности Ra1,6;

диаметр 110 мм- 1 ,6мм и чистота поверхности Ra1,25;

высота 70 мм – 1,5 мм и чистота поверхности Ra 1,6;

высота 55 мм – 1,5 мм и чистота поверхности Ra 1,6;

Дополнительные

Смещение по поверхности разъемов штампа 0,3 ( таб 4 ГОС)

Изогнутость и отклонения от плоскости и прямолинейности 0,4 мм( Таб 5 ГОСТ)

10. Штамповочный уклон :

на наружной поверхности – не более 5° принимается – 5°;

на внутренней поверхности – не более 7° принимается – 7°.