124967 (Ковка и штамповка изделий), страница 3

σ_ср = 0,7 * 610 = 427 МПа,

F_ср – площадь среза

F_ср = π * d_заг² / 4, (18)

F_ср = 3,14 * 70² / 4 = 3846,5 мм².

Тогда по формуле (16)

P_опер = 1,6 * 427 * 3846,5 = 2327 кН.

По найденному усилию и диаметру отрезаемой заготовки выбираются сортовые кривошипные закрытые ножницы для разрезки сортового проката на заготовки машиностроительного назначения модели Н1534, [1.стр194]. Их технические данные приведены в табл. 3.

Табл.3 – технические данные ножниц

рис.5 – Схема элементов опорного конца

3.3 ОПРЕДЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА РАСКРОЯ И НОРМЫ

РАСХОДА МЕТАЛЛА.

Выберем прокат немерной длины, так как в условиях массового производства экономически это наиболее выгоднее. Норма расхода на поковки, изготовляемые из металлопроката немерной длины, рассчитывается по формуле.

N = q /n * l_р.у. / (l_р.у. – l_обр – l_н - l_заж ) * К_уг , (19)

где q – масса заготовки, q = 3,81 кг,

n – количество поковок из одной заготовки, n = 1,

l_р.у – средняя длина немерного проката, l_р.у = 3750мм,

l_обр – длина обрезки дефектного конца, мм,

l_обр = 0,5 * d_заг , (20)

l_обр = 0,5 * 70 = 35 мм.

l_н – наименьшая длина некратности, мм

l_отх = (l_заж + l_н), (21)

l_отх – длина отхода, мм. Так как l_заг > l_заж, то

l_отх = (l_заг + 0,5 * d_заг) / 2, (22)

l_отх = (127 + 0,5 * 70) / 2 = 81 мм

К_уг = 1, так как температура нагрева меньше 750С^°.

Тогда

N = 3,81 / 1 * 3750 / (3750 – 35 – 81) *1 = 3,932 кг,

Коэффициент использования металла

К_им = М_дет / N, (23)

К_им = 1,87 /3,932 = 0,47 кг.

Коэффициент раскроя

К_р = М_заг / N, (24)

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