Производство меди (стр. 5 из 7)

= 3274

Длину исходной заготовки

, см, рассчитываем по формуле:

= 31,5

В результате проведённого расчёта в качестве исходной заготовки для поковки вала выбран прокат круглого сечения из стали 20 диаметром 115 мм, длиной 315 мм, площадью поперечного сечения 103,87 см

.

3.4 Определение технико-экономических показателей разработанной поковки

Показателями процесса ковки, характеризующими его эффективность, являются коэффициент использования металла и коэффициент весовой точности. Для определения этих показателей рассчитывают массу

, кг, детали, применяя подход, использовавшийся при расчёте массы поковки:

=

где

диаметры элементов детали, см;

длины элементов детали, см.

Коэффициент использования металла определяют как отношение массы детали к массе заготовки:

где К - коэффициент использования металла.

Коэффициент весовой точности определяют как отношение массы детали к массе поковки:

где

коэффициент весовой точности.

Коэффициенты использования металла и весовой точности могут быть использованы для сравнения эффективности альтернативных технологических процессов получения заготовки.

3.5 Определить температурный режим ковки и тип нагревательного устройства

Температурный режим ковки включает два основных показателя - интервал температур, в котором производят ковку, и длительность нагрева исходной заготовки.

Длительность нагрева Т, ч, ориентировочно определяет с помощью формулы Н.М. Доброхотова:

где

коэффициент, учитывающий способ укладки заготовок в печи (при нагреве одной заготовки = 1,0); - коэффициент, учитывающий химический состав стали (для низкоуглеродистых и низколегированных сталей =10,0); -диаметр исходной заготовки, м.

Температурный интервал ковки - диапазон температур металла исходной заготовки, в пределах которого металл наиболее пластичен и обладает минимальным сопротивлением деформированию. Интервалы между максимальной и минимальной температурами для углеродистых сталей устанавливают по диаграмме состояния железо-углерод.

В соответствии с приведенной диаграммой для рассматриваемого примера определены температура начала ковки

= 1330 и температура конца ковки = 750 по известному содержанию углерода в стали.

В данном примере целесообразней использовать нагревательную камерную печь периодического действия.

3.6. Выбор оборудования для формообразования поковки

Машинную ковку производят на ковочных молотах и ковочных гидравлических прессах. В исходных данных разбираемого примера предусмотрено получение поковки методом ковки на молоте.

Молот - машина динамического ударного действия.

В данном примере вполне можно использовать пневматический молот, применяемый для ковки заготовок массой до 20 кг.

3.7. Разработка технологической схемы формообразования поковки

Пресс ковки состоит из чередования в определённой последовательности основных и вспомогательных операций. В качестве основной формообразующей операции в выполняемом задании используется протяжка. В качестве вспомогательной операции используют операцию разметки линейных размеров элементов, получаемых протяжкой.

Для определения длины под первоначальную протяжку концевого уступа используют принцип постоянства объёмов.

где

длина и диаметр получаемой выемки, мм; - длина и диаметр отходов, мм

длина и диаметр участка, размечаемого под выемку, мм

Схема формообразования поковки вала.

3.8. Устройство камерной печи

В печи заготовки 2 укладывают на поду 1 печи (причём способ укладки влияет на скорость нагрева) и их прогрева до заданной температуры извлекают, как правило, через окно 4, через которое их загружали в печь. Рабочее пространство печи нагревается за счёт сжигания топлива с помощью форсунок или горелок 3. Продукты сгорания отводятся через дымоход 5. При нагреве крупных заготовок из легированной или высоколегированной стали для уменьшения температурных напряжений температура печи при загрузке заготовок должна быть значительно ниже необходимой конечной температуры нагрева. Затем температуру постепенно повышают.д.ля облегчения загрузки и выгрузки крупных заготовок применяют различные загрузочные машины, а также печи с выдвижным подом.

Камерные печи широко распространены главным образом в мелкосерийном производстве ввиду наибольшей (по сравнению с другими нагревательными устройствами) универсальности и для нагрева очень крупных заготовок (например, слитков массой до300т).

3.9. Основные операции ковки и применяемые инструменты

Процесс ковки состоит из чередования в определённой последовательности основных и вспомогательных операций. К основным операциям ковки относятся: осадка, протяжка, прошивка, отрубка, гибка, скручивание.

Каждая основная кузнечная операция определяется характером деформирования и применяемым инструментом.

Осадка - операция уменьшения высоты заготовки при увеличении площади её поперечного сечения. Осадку применяют:

для получения поковок с большими поперечными размерами при относительно малой высоте (зубчатые колёса, диски и т.п.);

как предварительную операцию перед прошивкой при изготовлении пустотелых поковок (колец, барабанов);

как предварительную операцию для уничтожения литной дендритной структуры слитка и улучшения механических свойств изделия.

Протяжка - операция удлинения заготовки или её части за счёт уменьшения площади поперечного сечения. Протяжку производят последовательными ударами или нажатиями на отдельные участки заготовки вдоль оси протяжки и поворотами её на 90

вокруг этой оси. Протягивать можно плоскими и вырезными бойками. При протяжке на плоских бойках в центре изделия могут возникнуть значительные растягивающие напряжения, которые приводят к образованию осевых трещин. При протяжке с круга на круг в вырезных бойках силы, направленные с четырёх сторон к осевой линии заготовки, способствуют более равномерному течению металла и устранению возможности образования осевых трещин. На рисунке схема -- а, б, в).

Разгонка - операция увеличения ширины части заготовки за счёт уменьшения её толщины. На рисунке схема -- г).

Протяжка с оправкой - операция увеличения длины пустотелой заготовки за счёт уменьшения толщины её стенок. Протяжку выполняют в вырезных бойках (или нижнем вырезном 3 и верхнем плоском 2) на слегка конической оправе 1. Протягивают в одном направлении - к расширяющемуся концу оправки, что облегчает её удаление из поковки. На рисунке схема -- д).

Раскатка на оправке - операция одновременного увеличения наружного и внутреннего диаметров кольцевой заготовки за счёт уменьшения толщины её стенок. Заготовка 5 опирается внутренней поверхностью на цилиндрическую оправку 6, устанавливаемую концами на подставках 7, и деформируется между оправкой и узким длинным бойком 4. После каждого нажатия заготовку проворачивают относительно оправки. На рисунке схема -- е).