123165 (689386), страница 2
Текст из файла (страница 2)
ГОРЯЧАЯ ШТАМПОВКА ДЕТАЛИ. НАГРЕВ ЗАГОТОВКИ ПОД ШТАМПОВКУ
Процесс нагрева заготовки для корпуса должен обеспечить:
1) равномерный прогрев по всему сечению с оптимальной скоростью до температуры штамповки;
2) минимальное окисление и обезуглероживание поверхности. Окалина, получаемая при нагреве, должна быть сухой и легко отделимой;
3) отсутствие микро- и макротрещин;
4) минимальную стоимость нагрева.
Штучная заготовка имеет квадратную форму.
Качество штампованных корпусов и других деталей снарядов зависит от правильного выбора режима нагрева, т. е. надлежащей скорости и температуры.
Равномерный прогрев по всему сечению заготовки (примерно до Т = 1200° С) крайне важен, так как даже при небольшой разнице в температуре прошивной пуансон отклоняется от своей оси, что приводит к разностенности корпусов. Скорость нагрева. Чем выше скорость нагрева, тем меньше окисление и обезуглероживание поверхности и тем он экономичнее. Однако при чрезмерно быстром нагреве в результате значительного температурного градиента по сечению заготовки в металле могут возникать термические напряжения, которые в некоторых случаях приводят к образованию микро- и макротрещин. Поэтому различают технически возможную и допускаемую скорость нагрева.
Технически возможная скорость нагрева при прочих равных условиях зависит от разности между максимальной температурой печи и средней температурой поверхности заготовки. Температура печи и конечная разность температур печи и нагрева заготовки являются основными факторами, при помощи которых можно регулировать скорость нагрева. В зависимости от формы поперечного сечения (круг, квадрат) нагреваемых заготовок и расположения их на поду печи время нагрева будет различным.
Окисление и обезуглероживание. При высоких температурах (свыше 1000° С) и при сжигании топлива с большим избытком воздуха процесс окисления идет быстрее, чем процесс обезуглероживания. В этом случае после удаления окалины на поверхности заготовки почти не будет обезуглеро-женного слоя. Если же в печи создана атмосфера; которая слабо окисляет железо, то под слоем окалины образуется обезуглероженный слой.
Количественные показатели величины угара следующие:
-
весовой угар, в процентах от первоначального веса;
2) поверхностный угар — количество окисленного металла, отнесенного к единице поверхности, г/см2;
Осуществляется в специальной камере механическим воздействием на заготовку струей воды под давлением до 100 атм. Этим способом поверхность заготовки хорошо очищается. Установлено, что при резком охлаждении слоя окалины происходит сильное ее сжатие и растрескивание, вследствие чего она отделяется от поверхности заготовок. Это достигается при помощи тонких струй воды давлением 70—90 атм, направляемых из насадок под углом к поверхности заготовки. Количество воды должно быть минимальным, чтобы не происходило охлаждения поверхности основного металла, так как в этом случае не произойдет сжатие окалины и ее отслаивание.
ЗАДАВКА, ПРОШИВКА И ПРОТЯЖКА
Технологический процесс горячей штамповки заготовок типа «стакана» складывается из задавки, прошивки и протяжки.
Задавка. Исходной заготовкой для горячей штамповки корпусов типа «стакан» является квадратная штанга со скругленными ребрами. Большая величина допуска на изготовление штанги и косина торца исходной заготовки после ломки не обеспечивают качественного выполнения операции прошивки. Для обеспечения надежного направления прошивному пуансону и для устранения косины торца исходной заготовки вводится операция (или переход) задавки. Схема задавки приведена на рис. Исходная заготовка 3 устанавливается в прошивной матрице . Операцию задавки осуществляет задавочный пуансон 2. В результате этой операции оформляется конус на наружной поверхности заготовки, по которому она центрируется в прошивной матрице, а на торцевой поверхности образуется углубление от задавочного пуансона.
Рис.1 Схема задавки Рис.2 Схема прошивки
Прошивка. После операции «задавка» заготовка поступает в прошивочную матрицу и центрируется в ней за счет конического участка, при этом прошивочный пуансон 2 дополнительно центрирует заготовку 3 за счет лунки, выполненной на операции «задавка».
На торцевую поверхность заготовки или в предварительное углубление от задавки перед прошивкой забрасывается подсыпка (древесные опилки, графит, мазут, обрезки кожи), которая сгорая образует газовую подушку, выполняющую роль амортизатора между торцем пуансона и нагретой заготовкой.
Для более надежного направления пуансона при прошивке применяют кольца, обеспечивающие, однако, центрование только в начальный момент. После прошивки в камору корпуса снаряда наливают воду для отслаивания окалины, которая удаляется из каморы продувкой.
Усилие прошивки зависит от температуры металла, формы очертания и площади рабочей головки пуансона, сечения и длины заготовки и отношения диаметра пуансона к толщине стенки заготовки. С увеличением температуры предел прочности металла резко снижается, следовательно, уменьшается усилие прошивания. При температуре нагрева заготовки до 1200° С потребное усилие прошивки примерно в 2 раза меньше, чем при Т =900°C.
Форма очертания головки пуансона заметно влияет на величину усилия прошивания. Наименьшее усилие прошивания имеет место, когда торцевая часть головки пуансона закруглена. Но такая форма пуансона неприемлема, так как она не соответствует конструктивному очертанию дна каморы. Поэтому рабочая головка пуансона имеет форму цилиндра с округленными переходами торца. С увеличением диаметра пуансона повышается потребное усилие прошивания, так как увеличивается деформируемый объем металла, кроме того, увеличивается поверхность охлаждения и, следовательно, уменьшается пластичность металла. При одном и том же пуансоне, но разной толщине стенки заготовки усилие прошивания тем больше, чем меньше толщина стенки, так как тонкая стенка при соприкосновении с пуансоном охлаждается быстрее, чем толстая, а вследствие этого уменьшается пластичность металла. С увеличением длины прошивания потребное усилие пресса возрастает из-за увеличения работы сил трения и охлаждения заготовки.
Протяжка. Процесс протягивания корпусов снарядов (рис.3) состоит в том, что пуансон 2, входящий с зазором в прошитую заготовку 3, протягивает ее через 2 — 3 кольца 4, диаметр рабочей части которых меньше наружного диаметра заготовки. При протягивании происходит уменьшение диаметра и толщины стенки при одновременном увеличении длины заготовки. Снятие заготовки с пуансона производится при обратном его ходе при помощи съемника. Металл заготовки корпуса при протягивании находится под воздействием толкающего усилия и реакции стенок кольца. В деформируемом объеме, в различных сечениях физического реза металл испытывает все три основных вида напряжений: растяжения, сжатия и сдвига (напряжение на срез у дна).
Крепление протяжного пуансона и протяжных колец нежесткое. Это исключает искривление или поломку пуансона и кривизну каморы из-за неравномерной нагрузки при протягивании прошитых корпусов с разностенностыо.
Усилие протягивания зависит от ряда факторов, степень влияния и значение которых различны. Наиболее существенными из них являются следующие:
1) изменение размеров поперечного сечения . заготовок, определяемое величиной площади вытяжки — наибольшей разности площади кольцевого сечения прошитой и протянутой заготовки;
2) прочность металла заготовки, зависящая от температуры протягиваемой заготовки;
3) профиль протяжного коцьца и угол захода конической части;
4) состояние поверхности заготовки, рабочих колец и качество смазки.
Усилие для снятия штампованной заготовки с пуансона составляет 5 — 7% от усилия протяжки.
Горячая штамповка корпуса снаряда осуществляется на гидравлических прессах. В зависимости от размеров заготовки применяются либо отдельно гидравлические прессы, либо наладка для комбинированной штамповки — параллельная или последовательная прошивка и протяжка на одном .прессе в двух ручьях .
Контроль штампованных заготовок. Контролируются за готовки по размерам и состоянию поверхности. Выборочный контроль производится непосредственно после протяжки (в горячем состоянии) и 100%-ный — после остывания. До контроля поверхность каморы очищается от окалины ершом и протирается тряпкой или ветошью.
Контролируются разностенность, толщина дна, глубина каморы, диаметры каморы в трех сечениях, высота конуса
Наиболее характерными видами брака являются повышенная разностенность, неоформление нижней части штамповки, короткая штамповка, задиры и глубокие царапины, рванины и трещины, несоответствие диаметральных размеров каморы и т. п.
Повышенная разностенность составляет от 30 до 85% общего брака при штамповке. Основными причинами большого процента брака по разностенности являются плохое центрование заготовки, матрицы и прошивного пуансона относительно друг друга, увод прошивного пуансона вследствие неравномерного нагрева заготовки и повышенной косины торцевой поверхности заготовки при ломке.
Охлаждение после штамповки является в большинстве случаев операцией аналогичной либо нормализации, либо отжигу.
Назначение режимов охлаждения производится на основании химического состава плавки, требуемых механических свойств и обрабатываемости.
РАЗРАБОТКА МАРШРУТА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛИ
Основой для проектирования технологического процесса механической обработки служат сведения о детали, исходной заготовке, методах достижения требований по точности и шероховатости поверхностей, а также, тип производства, типовые или заводские технологические процессы и др.
Выбор технологических баз.
В ходе анализа чертежа детали уже должны быть намечены поверхности заготовки, которые могут и должны быть использованы в качестве технологических баз.
Для первой технологической операции выбирают базу, отвечающую соответствующим требованиям к черновым базам. В качестве черновой базы следует выбирать не обрабатываемые в дальнейшем поверхности с достаточно хорошим качеством для возможности правильного базирования и надежного закрепления заготовки. При изготовлении деталей типа «корпус» в качестве черновой базы обычно используют камору. При необходимости предусматривают использование искусственной технологической базы – центрового отверстия или обратного центра, соосной с каморой.
При выборе технологических баз для последующих операций надо следить, чтобы базы отвечали принципам совмещения конструкторских и технологических баз, единства и постоянства баз, обеспечивали надежное закрепление заготовки и точность взаимного положения обрабатываемых поверхностей.
Разработка маршрута технологического процесса.
В технологическом процессе первыми должны быть операции по удалению у заготовки прибыли и созданию технологических баз, например, центровых отверстий или обратных центров.
Дальнейшая последовательность операций технологического процесса устанавливается исходя главным образом из порядка обработки основных поверхностей обработки (черновой, чистовой, отделочной) и элементов (канавок, резьб, центрующих утолщений, стопорных отверстий и т.д.).
В массовом производстве целесообразно черновую и чистовую обработку выполнять на разных станках. Например, при изготовлении корпусов черновая и чистовая обработки обычно разделяются операциями обжима донной части и (или) термической обработки и выполняются на разных участках цеха.
В технологический процесс механической обработки включают операции переноса условного литера плавки для соблюдения правил поплавочного запуска металла в производство, контрольные операции и операции технологических испытаний (пневмо- и гидроиспытаний, магнитного дефектоскопирования, определения твердости металла и др.).
Маршрутно-операционный технологический процесс механической обработки детали представлен в графической части .
РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ ШТАМПОВАННОЙ ЗАГОТОВКИ КОРПУСА ТИПА «СТАКАН»
Для определения размеров штампованной заготовки корпуса необходимо определить наружный диаметр заготовки Dшт, диаметры каморы в заданных сечениях dшт, глубину каморы Lшт, толшину дна Hд и высоту конуса Hк.
1. Рассчитываем наружный диаметр заготовки
(1)
где Dчерт – диаметр детали по чертежу; если на корпусе имеется центрующее утолщение, то Dчерт берется по центрующему утолщению;
2Zв min – общий припуск на диаметр наружных поверхностей тел вращения;
p – наибольшая разностенность заготовки.
Симметричный припуск на диаметр наружных и внутренних поверхностей тел вращения составляет
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
