Технологический процесс изготовления детали 3а из материала Алюминий Д 16 AМ (стр. 1 из 3)
ЗАДАНИЕ НА КУРСОВУЮ РАБОТУ
Разработать технологический процесс изготовления детали № 3а из материала – Алюминий Д 16 AМ
Рисунок 1 - Эскиз детали с размерами
РЕФЕРАТ
Пояснительная записка 22 с, 3 рисунка, 6 таблиц, 8 источников, 1 приложение.
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС, ШТАМП, КОЭФФИЦИЕНТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МЕТАЛЛА, ПУАНСОН, МАТРИЦА, УСИЛИЕ, ВЫТЯЖКА, ВЫБУБКА, ОТБОРТОВКА.
Объектом исследования является тонкостенная цилиндрическая конструкция выполненная из материала Д 16 АМ с пробитым и отбортованным донным отверстием.
Цель работы – расчетное определение усилия необходимого для изготовления изделия и подбор оборудования для ее выполнения.
В процессе работы были произведены необходимые расчеты для дальнейшего подбора оборудования.
В результате проведенной работы было выбрано необходимое оборудование для выполнения процессов штамповки данного вида изделия.
Эффективность работы заключается в выработке правильного подхода к процессу холодной листовой штамповки, что в следствии позволяет правильно подбирать оборудование для выполнения работ различных ее видов.
СОДЕРЖАНИЕ
1. СТРУКТУРА, СВОЙСТВА И ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА ШТАМПУЕМОГО МАТЕРИАЛА.. 4
1.1. Химический состав, роль легирующих элементов. 4
1.2. Диаграмма состояния сплава алюминий Д 16 (дюралюминий)4
1.3. Режим термической обработки и механические свойства материала. 4
1.4. Область применения материала. 4
2. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА.. 4
2.1. Конструктивно - технологический анализ. 4
2.2. Определение размеров исходной заготовки. 4
2.4 Количество, последовательность и степень совмещенности операций. 4
2.5 Расчет технологических и энергосиловых параметров операций. 4
2.7 Описание работы штампы и его эскиз. 4
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ.. 4
ВВЕДЕНИЕ
Холодная штамповка является самостоятельным видом обработки металлов давлением, объединяющим ряд технологических процессов осуществляемых холодной пластической деформацией при помощи различного типа штампов, непосредственно деформирующих металл и выполняющих требуемую операцию.
Холодная штамповка представляет собой процесс изготовления самых разнообразных по назначению, формам и размерам деталей из листовой или объемной заготовки в холодном состоянии.
Холодная штамповка - один из наиболее прогрессивных технологических методов производства; она имеет ряд преимуществ перед другими видами обработки металлов, как в техническом, так и в экономическом отношениях.
Холодная штамповка объединяет большое количество разнообразных операций, которые могут быть систематизированы и классифицированы по следующим признакам:
1) по характеру и видам деформаций;
2) по отдельным типам операций.
По характеру деформаций холодная штамповка расчленяется на две основные группы: деформации с разделение материала и пластические деформации.
Имеется пять основных видов деформаций холодной штамповки:
1) резка - отделение одной части материала от другой по замкнутому или незамкнутому контуру;
2) гибка – превращение плоской заготовки в изогнутую деталь;
3) вытяжка - превращение плоской заготовки в полую деталь любой формы или дальнейшее изменение ее размеров;
4) формовка - изменение формы детали или заготовки путем местных деформаций различного характера;
5) объемная штамповка - изменение профиля, конфигурации или толщины заготовки путем перераспределения объема и заданного перемещения массы материала.
Штамповка деталей путем выполнения нескольких раздельных операций в большинстве случаев экономически невыгодна, вследствие чего обычно применяют методы комбинированной штамповки, одновременно сочетающие две или несколько из указанных деформаций и отдельных операций. Кроме того, на производстве применяются сборочно-штамповочные операции, основанные на применении деформаций гибки, формовки или объемной штамповки.
Технология листовой штамповки и конфигурация инструмента устанавливается в зависимости от размеров и формы штампуемой детали, точности штамповки, а также от серийности производства.
1. СТРУКТУРА, СВОЙСТВА И ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА ШТАМПУЕМОГО МАТЕРИАЛА
1.1. Химический состав, роль легирующих элементов
| Сплав | Основные компоненты | Примеси (не более) | |||||||||
| Al (не менее) | Cu | Mg | Mn | Fe | Si | Ni | Zn | Ti | Прочие | ||
| Каждая | Сумма | ||||||||||
| Д16 | 90,8 | 3,8- 4,9 | 1,2- 1,8 | 0,3- 0,9 | 0,5 | 0,5 | 0,1 | 0,3 | 0,1 | 0,05 | 0,1 |
Таблица 1 - Химический состав сплава алюминий Д16 (дюралюминий)
Дуралюминами называют сплавы Al – Cu– Mg, в которые дополнительно вводят марганец. Механические свойства сплавов этой системы в термоупрочненном состоянии достигают, а иногда и превышают, механические свойства низкоуглеродистых сталей. Эти сплавы высокотехнологичны. Однако у них есть и существенный недостаток - низкое сопротивление коррозии, что приводит к необходимости использовать защитные покрытия. В качестве легирующих добавок могут встречаться марганец, кремний, железо и магний. Причем наиболее сильное влияние на свойства сплава оказывает последний: легирование магнием заметно повышает предел прочности и текучести. Добавка кремния в сплав повышает его способность к искусственному старению. Нагартовка этих сплавов после закалки ускоряет искусственное старение, а также повышает прочность и сопротивление коррозии под напряжением. Конструкционный дюралюминиевый сплав упрочняют термической обработкой. Марганец, хотя и не входит в состав упрочняющих фаз, но его присутствие в сплавах полезно. Он повышает стойкость дуралюмина против коррозии, а присутствуя в виде дисперсных частиц фазы Т (А112Mn2Cu), повышает температуру рекристаллизации и улучшает механические свойства дуралюмина. В качестве примесей в дуралюмине имеются железо и кремний. Железо, образуя соединение, кристаллизуется в виде грубых пластин, понижает прочность и пластичность дуралюмина. Кроме того, железо образует соединение Al2Cu2Feнерастворимое в алюминии, связывая медь в этом соединении, железо снижает эффект упрочнения при старении. Поэтому содержание железа не должно превышать 0,5 - 0,7%. Кремний образует фазы Mg2Siи W(AlxMg5Cu6Si4), которые растворяются в алюминии, и при последующем старении упрочняют сплав.
1.2. Диаграмма состояния сплава алюминий Д 16 (дюралюминий)
 |
Mg, %
Рисунок 2 - Изотермический разрез системы А1 - Си - Mgпри 600°С
1.3. Режим термической обработки и механические свойства материала
Эффект полной термической обработки состоит из эффекта закалки (разность характеристик закаленного и отожженного сплава) и эффекта старения (разность характеристик состаренного и закаленного сплава). У разных систем алюминиевых сплавов эффекты закалки и старения различны.
Таблица 2 - Режим термической обработки конструкционного сплава типа дуралюмин
| Сплав | Температура нагрева под закалку, °С | Старение | |
| Температура, °С | Время, ч | ||
| Д16 | 495 - 505 (листы) | 20 | >96 |
| 188-193 | 11-13 | ||
Дуралюмин хорошо деформируется в горячем и холодном состояниях. Для закалки сплав Д16 нагревают до 495 - 505°С. Нагрев до более высоких температур (превышающих неравновесный солидус), вызывает пережог, т. е. окисление и частичное оплавление металла по границе зерен, что резко снижает прочность и пластичность. При закалке дуралюмина важно обеспечить высокую скорость охлаждения, поэтому охлаждение проводят в холодной воде. Даже незначительный распад твердого раствора в процессе охлаждения с выделением интерметаллидных фаз по границам зерен снижает сопротивление межкристаллитной коррозии. После закалки значительная часть фаз-упрочнителей растворятся, повышая легированность твердого раствора. Дуралюмины после закалки подвергают естественному старению, так как при этом обеспечивается более высокая коррозийная стойкость. Естественное старение наиболее интенсивно протекает первые сутки после закалки и практически заканчивается в течение 4-5 суток. Понижение температуры тормозит старение, а повышение ее, наоборот, увеличивает скорость процесса, но понижает пластичность и сопротивление коррозии. Однако для листов из сплава Д16 нередко применяют искусственное старение при температуре 188 - 193°С.
В серийном производстве для приемки и оценки качества полуфабрикатов по механическим свойствам сплав Д16 подвергают ускоренному старению при 100°С в течение нескольких часов (вместо того, чтобы в течение четырех суток ожидать завершения естественного старения при комнатной температуре). Этот прием вполне приемлем, так как в обоих случаях идет примерно один и тот же процесс зонного старения, при котором сплав имеет близкие прочностные свойства. При этом по границам уже происходит выделение частиц метастабильных фаз, что вызывает снижение коррозийной стойкости.
Алюминий сплава Д16АМ является плакируемым (А) и отожженным (М). Состав плакирующего материала для данного сплава представлен в таблице 3.