Ковка и штамповка изделий (стр. 4 из 6)
Площадь проекции мостика облоя находится по формуле
Fо = π / 4 * (dн2 – dв2 ), (27)
где dн - наружный диаметр мостика облоя,
dв– внутренний диаметр мостика облоя.
Fо = 3,14 / 4 * (1532 – 1472 ) = 1413 мм2 .
Fп = π * dп2 / 4, (28)
Fп = 3,14 * 1472 / 4 = 16963 мм2,
По формуле (26) определим усилие штамповки
Р=86,7*{(1,5+ 0,5* 6/ 3)*1413+(2*0,5*6/3-0.375 +1.25* ln147/3 )*16963}=
= 9,85 МН.
По полученному значению усилия штамповки выбирается пресс горячештамповочный усилием 16 МН, так как технологическое усилие штамповки должно быть меньше 85% от номинального усилия пресса.
Р < 85% Рн,
Так как Р < 0,85 * 16 МН, т.е. Р < 0,85 * 16 МН, пресс отвечает данному условию.
После расчета усилия можно сравнить полученные вручную параметры штамповки с расчетными полученными с помощью программы «TECN», иприведенными на следующей странице, небольшое различие между параметрами объясняется тем что при расчете с помощью программы не использовались некоторые исходные данные которые использовались при ручном расчете.
Это необходимо, для того чтобы избежать перегрузки и заклинивание пресса. Выбираем пресс модели КБ8042. Пресс предназначен для производства поковок из черных и цветных металлов. Технические характеристики пресса приведены в табл.5.
Табл.5 – Техническая характеристика пресса КБ8042
| Номинальное усилие, МН | 16 |
| Ход ползуна, мм | 300 |
| Частота непрерывных ходов ползуна, мин-1, не менее | 85 |
| Частота одиночных ходов ползуна, мин-1 , не более | 16 |
| Наименьшее расстояние между столом пресса и надштамповой плитой ползуна в его нижнем положении, мм | 660 |
| Величина регулировки расстояния между столом и ползуном, мм | 10 |
| Верхний выталкиватель | |
| Величина хода, мм | 40 |
| Усилие, МН, не менее | 63 |
| Нижний выталкиватель | |
| Величина хода, мм | 32 |
| Усилие, МН, не менее | 100 |
| Размеры стола, мм | |
| Слева направо | 1080 |
| Спереди назад | 1020 |
| Размеры ползуна, мм | |
| Слева направо | 824 |
| Спереди назад | 944 |
| Размеры окон в стойках пресса, мм | |
| Ширина | 630 |
| Высота | 710 |
| Расстояние между стойками в свету, мм | 1050 |
| Мощность электродвигателя главного привода, кВт | 90 |
| Расход сжатого воздуха за цикл, м3 | 0,42 |
| Давление воздуха в пневматической системе | |
| Наименьшее, МПа (кг / см2 ) | 0,5 |
| Наибольшее, МПа (кг / см2 ) | 0,7 |
| Габариты пресса, мм | |
| Слева направо | 4850 |
| Спереди назад | 3600 |
| Высота пресса от уровня пола, мм | 5570 |
3.9 СМАЗОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Технологические смазочные материалы при штамповке на КГШП применяют с целью снижения трения и усилия деформирования, охлаждения инструмента и предотвращения его разупрочнения, улучшения качества поверхности изделия при уменьшении износа инструмента. Одно из основных требований к смазочному материалу – хорошая экранирующая способность, т.е. способность надежно разделять поверхности деформируемой заготовки и инструмента.
При горячей штамповке поковок осаживанием в открытых штампах применяют графит с маслом, соляный раствор с маслом (машинным) или без масла и смазывающее – охлаждающие жидкости на основе спиртово – сульфидной барды [1.стр.203].
3.10 ОПРЕДЕЛЕНИЕ УСИЛИЯ ОБРЕЗКИ ОБЛОЯ
Обрезка облоя производится в горячем состоянии при температуре t = 950°С в обрезном штампе совмещенного действия на прессе.
При одновременной обрезке и пробивке общее усилие определяют по формуле
Р = Робр + Рпр, (29)
Необходимое усилие обрезки облоя или пробивки перемычки определяется по формуле
Р = (1,5…1,8) * 10-6 * S * t * σв , (30)
где S – периметр среза, мм;
Sобр = π * dп = 3,14 * 147 = 461,58 мм,
Sпр = π * dотв = 3,14 * 69,38 = 217,85 мм
t– действительная толщина среза , мм;
tобр = zобр + n; (31)
tпр = zпр + n + u.
где n – возможная недоштамповка, которую принимают равной положительному допуску на размер поковки по высоте, n = 1,6 мм; z – определяется графически по линии среза облоя zобр = 4,36 мм, zпр = 15,67 мм; u– износ выступа под наметку в штампе (принимают равным 2 мм).
рис. 7 – Действительная величина обрезаемого облоя.
По формуле (31) определим действительную величину срезаемого облоя
tобр = 4,36 + 1,6 = 5,96 мм,
tпр = 15,67 + 1,6 + 2 = 19,21 мм.
σв – предел прочности при температуре обрезки, определяется по табл.2.
По формуле (30) определим усилия обрезки и пробивки
Робр = 1,65 * 10-6 * 461,58 * 5,96 * 77 = 0,349 МН,
Рпр = 1,65 * 10-6 * 217,85 * 19,21 * 77 = 0,53 МН.
Определим общее усилие
Р = 0,349 + 0,53 = 0,88 МН.
Обрезной пресс закрепляют за КГШП исходя из следующего соотношения
Р = (0,07…0,1) * Ркр, (32)
Р = 0,1 * 16 МН = 1,6 МН
По рекомендации выбираем пресс кривошипный закрытый простого действия усилием 1,6 МН, КБ2532, техническая характеристика которого приведена в таблице 6. общее усилие разделительных операций меньше 85% номинального усилия выбранного пресса.
Табл.6 – технологическая характеристика пресса КБ2532
| Номинальное усилие пресса, МН | 1,6 |
| Технологическая работа пресса за 1 ход, кДж | 11 |
| Величина хода ползуна пресса, мм | 160 |
| Наибольшая частота непрерывных ходов, мин-1 | 60 |
| Величина хода нижнего выталкивателя, мм | 10 |
| Величина наибольшего хода верхнего выталкивателя, мм | 50 |
| Закрытая высота пресса, мм | 480 |
| Расстояние от стола до нижнего торца направляющей ползуна,мм | 480 |
| Расстояние между направляющими в свету, мм | 800 |
| Толщина подштамповой плиты, мм | 120 |
| Величина регулировки закрытой высоты пресса, мм | 120 |
| Расстояние между стойками в свету, мм | 850 |
| Расстояние от верхней плоскости стола до пола, мм | 790 |
| Размер подштамповой плиты пресса, слева направо, мм | 800 |
| Размер подштамповой плиты пресса, спереди назад, мм | 800 |
| Диаметр отверстия под стержень винта, мм | 40М12 |
| Количество пазов в подштамповой плите, | 3 |
| Размер нижней поверхности ползуна пресса, слева направо | 670 |
3.11 ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА ПОКОВОК
Целью термической обработки поковок является снятие остаточных напряжений после штамповки, улучшение обрабатываемости резанием, подготовка структуры стали и получение требуемых технологических и механических свойств.
Схема технологического процесса при термической обработке для поковки из стали 45: - нормализация, заключающаяся в нагреве до температуры, превышающей точку АС3 на 40 – 50 °С, в непродолжительной выдержке для подогрева и завершения фазовых превращений и охлаждения на воздухе. НВ156.
3.12 ОЧИСТКА ПОКОВКИ ОТ ОКАЛИНЫ
В кузнечно-штамповочном производстве широко распространен такой метод очистки поковок от окалины как химическое травление. Готовые поковки перед травлением обезжиривать и промывать не требуется. При этом выявляются все поверхностные дефекты (трещины, волосовины, зажимы и т. д.).
Травление стальных поковок производят в следующей последовательности:
1. Заправка ванны:
а) заполнение травильной ванны приблизительно на 70% от ее объема;
б) осторожное прибавление кислот до требуемой концентрации;
в) перемешивание;
г) подогрев ванны до наименьшей рекомендуемой температуры;
д) добавление присадки;
е) перемешивание.
2. Загрузка ванны: загрузка поковок в корзины из дерева, кислотоупорной проволоки, или в корзины, отлитые из кислотоупорной стали; погружение корзин с поковками в ванну с таким образом, чтобы они не соприкасались с трубами и стенками ванны.
3. Травление: начало – при температуре наименьшей из рекомендуемых по мере ослабления концентрации раствора температуру повышают и к концу цикла доводят до наибольшей. Продолжительность процесса травления 15 – 18 минут в зависимости от концентрации раствора и температуры ванны, а также толщины слоя окалины.
4. Промывка от остатков кислоты и железного купороса в ванне с проточной горячей водой повторными погружениями поковок в воду в течении 3 – 5 минут при температуре 60 – 70 °С или в течении 2 – 3 минут при температуре 85 - 90 °С.
5. нейтрализация в щелочной ванне (5-70 г/л NaOHи КОН) при 20°С.
6. промывка в горячей воде (60 - 70 °С) в течении 3 – 5 минут и последующая сушка.
7. контроль качества травления на полное снятие окалины.
Химический состав для травления приведен в табл. 4, [1. стр.561]
Табл.5 – химический состав и температура растворов для химического травления стальных заготовок.
| Наименование компонента и режим работы | Массовая доля компонентов в растворе, г/л |
| Кислота серная | 100 - 200 |
| Йодистый калий | 0,8 – 0,1 |
| ингибиторы | 8 - 10 |
| Температура, °С | 60 - 80 |
| Продолжительность, мм | 5 – 30 |
Табл.6 – ванны для химического травления.
| Внутренние размеры ванны, мм (длина * высота*ширина) | 2000*900*1000 | |
| Рабочий объем ванны, л | 1500 | |
| Диаметр змеевика | 38,1 | |
| Размеры вентиляционных отпусков | а | 300 |
| б | 180 | |
| Воздухосъем с 1 м2 зеркала ванны, м3 / мин | 65 | |
| Вес ванны, кг | 600 | |
3.13 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ КАРТА ТЕХПРОЦЕССА
Технологическая карта техпроцесса производства детали «втулка» приведена в табл.7