Проектирование штампов

        К_р = 3,81 / 3,93= 0,97.

      Коэффициент точности поковки

        К_пок = М_дет / М_пок,                                                                            (25)

        К_пок = 1,87 / 3,81 = 0,49.

      Коэффициент точности заготовки

        К_заг = М_пок / М_заг,                                                                              (26)

        К_заг = 3,81 / 3,91 = 0,97. 

      3.4 ВЫБОР ОПЕРАЦИЙ И ПЕРЕХОДОВ ШТАМПОВКИ  

      Поковки, штампуемые на КГШП, подразделяют:

      В зависимости от характера формоизменения и течение металла при формоизменении - на два класса: класс поковок получаемых с преобладанием процесса осадки, и класс поковок, получаемых с преобладанием процесса выдавливания.

      В зависимости от конфигурации и сложности  изготовления  - на пять основных групп. Методы изготовления учитывают при выделении подгрупп поковок.

      Поковка детали «фланец» (приложение 4) является симметричной поковкой, круглой в плане, изготовляемой осадкой в торец с одновременным выдавливанием. По всем этим признакам она относится к 1- ой группе 3 – ей подгруппы [1.стр 179].Учитывая принадлежность поковки к этой группе и подгруппе ее можно получить за два перехода с применением осадочной площадки. Штамповка производится в открытом штампе.

      В технологическом процессе используются две операции

      1. штамповка.

      2. обрезка облоя.  

      3.5 ТЕМПЕРАТУРНЫЙ РЕЖИМ ШТАМПОВКИ 

      После разрезки проката на сортовых ножницах по скату – рольгангу заготовки попадают в тару, которая транспортируется мостовым краном к индукционному нагревателю для нагрева.

      Температура металла:

      - под осадку 1250 °С;

      - под штамповку 1150 °С;

      - обрезка облоя 950 °С. 

      3.6 ИНДУКЦИОННЫЙ НАГРЕВ ЗАГОТОВОК 

      Индукционные нагреватели применяемые в кузнечно  - штамповочном производстве, конструктивно состоят из средств нагрева – индукторов и механизмов загрузки, перемещения и выгрузки нагреваемых заготовок.  

        Параметры индуктора получены из практики индукционного нагрева заготовок перед штамповкой на отечественных заводах [2.стр.263.табл.5], они приведены в табл.4

      Табл.4 параметры индуктора 

 

      Для работы при напряжении 127 В индуктор подключается через понижающий трансформатор.

      Данный  нагреватель является нагревателем методического действия. В таком  нагревателе заготовки перемещаются с постоянной скоростью с помощью пневматического механизма. В индукторе одновременно находятся 4 заготовки. Транспортирование нагретых заготовок для последующих операций осуществляется по цепному транспортеру. 

      3.7 ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЗМЕРОВ ОСАЖЕННОЙ ЗАГОТОВКИ 

      Осадка заготовок производится с целью приближения размеров заготовки к размерам поковки и тем, самым снизить работу деформации в окончательном ручье и повысить его стойкость. При осадке удаляется подавляющее количество окалины, образующейся при нагреве заготовки. Процесс осадки производится до уменьшения высоты исходной заготовки на 30…50%.

      D_о = 63 мм,  

      Н_о =156,5 мм.

      Средний диаметр после осадки берется из программы «ZAG», результат на следующей странице.

      D = 106 мм,

      H = 60 мм.

        

                                рис. 6 – Параметры заготовки исходной и осаженной. 

      После операции осадки штамповщик перекладывает  заготовку клещами (клещи продольные) в окончательный ручей. Температура заготовки в этот момент t = 1150°С. 

      3.8 ОПРЕДЕЛЕНИЕ УСИЛИЯ ШТАМПОВКИ  

      Окончательную штамповку проводят в открытом ручье. Температура заготовки перед штамповкой  t = 1100°С.

      Расчет  усилий штамповки на КГШП необходимо выполнять с максимально возможной точностью, так как при использовании пресса с недостаточным усилием может произойти авария, а при использовании пресса по завышенному усилию пресс будет использоваться нерационально.

      Усилие  при штамповке осаживанием в открытых штампах определяют по формуле

      Р = σ_т *{(1,5+ μ_о * b/ h_о )*F_о +(2* μ * b/ h_о  -0.375 +1.25* ln d/h_о )* F_п}  (26)

      где σ_т - предел текучести металла при температуре штамповки, МПа;

              μ_о – коэффициент внешнего трения (на мостике облоя); в расчете

              принимается  его  максимальное  значение, равное 0,5;

              b, h_о – ширина и толщина мостика облоя, мм;

              F_о – площадь проекции мостика облоя, мм²;

              d – диаметр поковки, мм;

              F_п – площадь проекции поковки на плоскость разъема, мм²;

      Предел  текучести металла принимают  приблизительно равным временному сопротивлению  растяжению при соответствующих  температуре и скорости деформации. В нашем случае

      σ_т = σ_в * ώ,

      где ώ – скоростной коэффициент, ώ = 1,7, т.к. t_д / t_пл = 0,6…0,7, ε / ε₀ ≤1000 [2,стр. 143].

                σ_т = σ_в * ώ = 51 * 1,7 = 86,7 МПа, смотри табл. 2.

      Площадь проекции мостика облоя находится  по формуле

      F_о = π / 4 * (d_н² – d_в² ),                                                                           (27)

      где d_н - наружный диаметр мостика облоя,

             d_в – внутренний диаметр мостика облоя.

      F_о = 3,14 / 4 * (153² – 147² ) = 1413 мм² .

      F_п = π * d_п² / 4,                                                                                     (28)

      F_п = 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* ln 147/3 )*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% Р_н,

      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

 

      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 = Р_обр + Р_пр,                                                                                    (29)

      Необходимое усилие обрезки облоя или пробивки перемычки определяется по формуле

      Р = (1,5…1,8) * 10^-6 * S * t * σ_в ,                                                       (30)

      где  S – периметр среза, мм;

      S_обр = π * d_п = 3,14 * 147 = 461,58 мм,

      S_пр = π * d_отв = 3,14 * 69,38 = 217,85 мм

      t – действительная толщина среза , мм;

      t_обр = z_обр + n;                                                                                      (31)

      t_пр = z_пр + 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 z_обр = 4,36 мм, z_пр = 15,67 мм; u – износ выступа под наметку в штампе (принимают равным 2 мм). 

        

                     рис. 7 – Действительная величина обрезаемого облоя.