Учебно-методическое пособие Самара 2003 Составитель В,А, дмитриев удк 621. 74 Проектирование поковок штампованных (стр. 1 из 14)
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
“САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ”
 | ||
 | ||
В.А. Дмитриев
ПРОЕКТИРОВАНИЕ
ПОКОВОК ШТАМПОВАННЫХ
Учебно-методическое пособие
Самара 2003
Составитель В,А, ДМИТРИЕВ
УДК 621.74
Проектирование поковок штампованных: Учебно-метод. пособ.// В.А. Дмитриев; Самар. гос. техн. ун-т. Самара, 2006. 44 с.
Учебно-методическое пособие содержит теоретический материал и практические рекомендации к выполнению лабораторных работ и практических занятий при изучении дисциплины "Проектирование и производство заготовок". Изложена методика проектирования технологических процессов горячей объёмной штамповки на кузнечном оборудовании в открытых и закрытых штампах для получения стальных круглых в плане поковок. Приведены правила разработки и оформления чертежей поковок и профиля рабочей полости штампов. Приведены сведения из нормативно-технической документации, необходимые для проектирования, и результаты решения контрольного примера. Пособие предназначено для студентов, обучающихся по направлению 151000 «Технология, оборудование и автоматизация машиностроительных производств», специальностям 151001, 151002, 150205, и может быть использовано при выполнении курсовых и дипломных проектов. Табл.30. Ил.20. Библиогр.: 11 назв. Печатается по решению редакционно-издательского совета Самарского государственного технического университета Рецензент д-р техн. наук Р.М. БогомоловISBN © В.А.Дмитриев, 2006© Самарский государственный технический университет, 2006 |
Современная структура продукции КШП в машиностроении примерно такова: кованые поковки, изготовляемые из слитков, – 16%, из проката – 14%, штампованные поковки – 70%. Замена ковки прогрессивными методами штамповки, вальцовки, прокатки позволяет максимально приблизить форму и размеры поковок к контурам готовых деталей и тем самым более экономно расходовать металл за счёт снижения отходов в стружку в процессе обработки резанием. При этом высвобождается значительная часть парка металлорежущих станков, снижаются затраты легированной стали, расходуемой на изготовление режущего инструмента, сберегаются энергоресурсы. Кроме того, следует учесть, что в процессе штамповки обрабатываемый металл претерпевает не только наружные (контурные), но и внутренние (структурные) изменения, способствующие повышению прочности деталей по сравнению с изготовленными обработкой резанием или методами литья.
1. ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА
ГОРЯЧЕЙ ОБЪЁМНОЙ ШТАМПОВКИ
Основными этапами проектирования технологического процесса являются:
1.Анализ технологичности конструкции штампованной заготовки.
2.Выбор штамповочного оборудования и способа штамповки.
3.Разработка технологических переходов штамповки.
4.Выбор способа нагрева, термического режима штамповки и ох-лаждения поковки.
5.Разработка чертежа поковки.
6.Конструирование профиля рабочей полости штампа.
7.Расчет размеров и массы исходной заготовки.
8.Разработка указаний о завершающих операциях (термообработка, очистка, методы контроля поковок).
9.Оценка технико-экономических показателей технологического процесса.
10.Составление технологической карты.
В рамках данной работы выполняются 1-8 этапы.
1.1. Анализ технологичности конструкции штампованной заготовки
Форма поковки определяется конфигурацией детали и принятым способом штамповки. Все элементы штампованной поковки должны иметь простую геометрическую форму и плавно сопрягаться друг с другом. Технологически рациональную форму поковки выбирают с учётом следующих рекомендаций [1,2]:
рационально одностороннее расположение рёбер, бобышек и других выступающих элементов;
следует избегать резких переходов по сечению детали (площадь поперечного сечения по длине детали не должна изменяться более чем в 3 раза);
толщину полотна не следует делать очень малой во избежание быстрого остывания поковки, ведущего к снижению стойкости штампа;
при штамповке (высадке) утолщений на концах стержней диаметр высаженной части не должен быть больше 4-х диаметров исходной заготовки, а высота высаженного утолщения должна быть более 0, 05…0,125 диаметра утолщения;
деталь не должна иметь длинных, узких отростков в плоскости полотна.
При отработке конструкции штампованной поковки на технологичность следует проверить возможность изменения конструкции детали или её элементов с целью упрощения конструкции поковки. Необходимо проверять возможность получения поковки в закрытом ручье вместо открытого или перевода штамповки с молота на другие кузнечные машины, применения комбинированных способов изготовления поковки (вальцовка-штамповка на молоте или прессе и другие).
Для уменьшения расхода металла и упрощения штамповки иногда рационально разбить деталь на две и более частей простой формы для штамповки их порознь с последующей сваркой. Для мелких поковок более выгодна штамповка двух и более заготовок в одной поковке с последующей разрезкой.
С целью уменьшения стоимости технологической оснастки необходимо стремиться к унификации поковки для различных деталей, применению групповых поковок.
1.2. Выбор штамповочного оборудования и способа штамповки
При объёмной штамповке формообразование заготовки происходит в полости (ручье) специального инструмента – штампа. В зависимости от типа штампа различают штамповку в открытых, закрытых штампах (рис.1) и в штампах для выдавливания (рис.2). Перспективно применение штамповки выдавливанием в разъёмных матрицах (рис.3).
В качестве штамповочного оборудования используются пневматические штамповочные молоты, кривошипные и гидравлические прессы, горизонтально-ковочные машины, ковочные вальцы, радиально-обжимные машины и другое специализированное оборудование [1,3].
 |
Р и с.1. Схемы штамповки:
а – на молоте в открытом штампе; б – на молоте в закрытом штампе;
в – на прессе в открытом штампе; г – на прессе в закрытом штампе;
1 – заготовка; 2 – поковка; 3 – выталкиватель
 |
Р и с.2. Схемы штамповки в штампах для прямого (а) и обратного (б)
выдавливания: 1- пуансон; 2- матрица; 3 – поковка; 4 – выталкиватель
Р и с.3. Схемы штамповки выдавливанием в разъёмных матрицах:
поперечный (а), продольный (б) и смешанный (в) разъём
Поверхность разъема штампа располагают: в открытом штампе - вблизи середины толщины поковки, в закрытом - совмещают с одной из торцовых поверхностей: нижней - при штамповке на молоте, верхней - при штамповке на прессе.
В зависимости от применяемого способа штамповки и типа штампа конфигурация и размеры поковки в каждом случае будут различными (см. рис.1).
При выборе штамповочного оборудования и способа штамповки руководствуются конфигурацией детали и экономичностью техпроцесса. Каждый из видов оборудования и способов штамповки имеет свои преимущества и недостатки. В условиях единичного и мелкосерийного производства наиболее экономичной является штамповка на пневматических молотах в подкладных или открытых штампах. Признаки типов кузнечно-штамповочного производства приведены в табл.1.
Таблица 1
Признаки типа кузнечно-штамповочного производства
| Тип производства | Годовой объём выпуска поковок, шт/год | Число типов заготовок, шт | ||
| Мелкие (до 1 кг) | Средние (1…10 кг) | Тяжёлые (10…100 кг) | ||
| Единичное и мелкосерийное | Менее 50000 | менее 10000 | менее 2000 | 13 и более |
| Серийное | 50000… 500000 | 10000… 100000 | 2000… 10000 | 6…12 |
| Крупносерийное и массовое | Более 500000 | более 100000 | более 10000 | 1…5 |
При определении массы подвижных частей штамповочного молота ориентируются на последний удар, когда полость окончательного ручья заполнена и металл вытекает в облойную канавку. Для пневматического молота двойного действия применяют формулу Г. Гофмейстера