Экспериментальные исследования образцов из пластичных материалов

С этой целью необходимо изготовить образец из пластического материала (рис.3.3) цилиндрической формы диаметром D_o=40…50 мм и высотой H₁=60…70 мм, из цилиндрических слоев разноцветного пластилина толщиной S= 8…10 мм.

Рисунок 3.3- Схема осадки модельного образца

Затем составляют цилиндрический образец из разноцветных пластин, поверхности которых можно смазать мелом и вазелином или иной смазкой. Цилиндр подвергается осадке между двумя деревянными плитами, предварительно обеспечивая условную степень деформации ε = 20, 40, 60%. Размеры образцов до осадки и после, а также результаты расчетов заносятся в табл.3.3.

Таблица 3.3- Размеры осаживаемых образцов

Номер образца	Do, мм	Ho, мм	Vo, мм^3	Dб, мм	H1, мм	Ε, %	Θ, %
1
2
3

На основании полученных данных строится график зависимости величины бочкообразования θ от степени деформации ε - см. формулу (3.1).

Контрольные вопросы

1. Чем можно объяснить бочкообразование осаживаемых заготовок?

2. От каких факторов зависят припуски на размеры поковок кованых?

3. От каких факторов зависят допуски на размеры для поковок кованых?

4. Какие кузнечные операции вы знаете?

5. Какова сущность операции осадки?

6. Чем характеризуется бочкообразование?

7. Чем отличается операция осадки от протяжки?

4 Лабораторно-практическая работа №2

Проектирование чертежа штампованной поковки,

полученной на молотах и прессах, исследование

технологического процесса штамповки

Цель работы- автоматизированное проектирование чертежа поковки, экспериментальные исследования процессса штамповки.

Общие сведения

Штамповка осуществляется в открытых и закрытых штампах на различном оборудовании (рис.4.1). Таким оборудованием могут являться молоты, КГШП, гидравлические и фрикционные прессы, и др. Проектирование поковок штампованных осуществляется в соответствии с ГОСТ 7505-89. Молотовой штамп состоит из двух блоков, верхняя часть штампа закрепляется на бабе молота, аналогично крепится нижняя часть молота.

1- поковка; 2- штамп верхний; 3- штамп нижний; 4- баба

Рисунок 4.1- Схема штамповки поковки

Рассмотрим элементы чистового ручья штампа, из которого выходит готовая поковка. Размеры и форма облойных канавок зависят от размеров и конфигурации поковок, а также от объема и формы заготовок. Правильные формы и размеры канавок обеспечивают своевременное вытеснение избыточного металла и заполнение рельефа полости штампа. Фактический объем облоя значительно больше минимально необходимого, колебания объема облоя можно определить:

, (4.1)

где исоответствуют наибольшим и наименьшим размерам заготовок с учетом допусков на прокатку и резку.

В целом фактический объем облоя

,

где - колебание объема облоя, может быть определено формуле (4.1);

- дополнительный объем, составляет несколько процентов от объема заготовки;

- объем облоя, компенсирующий износ штампов, достигает 3..5% объема заготовки;

- объем преждевременного облоя, при тщательном фасонировании =0.

Проектирование чертежа поковки штампованнной

Выбор линии разъема штампов

Линия разъема штампов указывает на границу между частями заготовки формуемыми как в верхнем, так и нижнем штампах. В плоскости разреза она проходит по внешнему контуру поковки.

При штамповке в открытом ручье линию разъема устанавливают таким образом, что на боковой поверхности образовываются штамповочные уклоны, которые идут с обеих сторон линии разъема. Внешние штамповочные уклоны при этом направлены в одну из сторон.

Штамповочные уклоны

Боковые стенки заключительного ручья штампа надлежит выполнять с небольшим уклоном. Штамповочные уклоны необходимы для облегчения извлечения заготовки из ручья. Их величина должна быть минимальной. Надлежит различать внешние и внутренние уклоны. Максимально допустимые уклоны установлены согласно ГОСТ 7505-89 и приравниваются к 7^одля внешних и 10^одля внутренних стенок. Внутренние уклоны необходимо принимать большими, чем внешние, ближайшими из нормального ряда. При внешних уклонах 5 и 7^овнутренние уклоны составляют 7 и 10^о. При расстоянии между внутренними поверхностями заготовки больше чем, 50...60 мм, их уклоны необходимо принимать равными 10^о.

Допуски и припуски на штампованные заготовки

Если качество пласта поверхности заготовки (жесткость поверхности) и допуски на ее размеры удовлетворяют требованиям, которые предъявляются к готовой детали, предусматривается припуск на механическую обработку соответствующей поверхности. Допуск определяется размерами заготовки и технологией обработки. Следовательно, на размер заготовки допуск назначают независимо от значения припусков.

Припуски и допуски на штампованные поковки из черных металлов устанавливают согласно ГОСТ 7505-89.

Радиусы закругления

Величина радиусов закругления внешних углов устанавливается согласно ГОСТ 7505-89. Достаточно, чтобы значения радиусов на 0,5...1 мм были выше нормального припуска на механическую обработку этой заготовки. Необходимо, чтобы внутренние радиусы закруглений на заготовке отвечали выступающим углам ручьев, были в 3-4 раза больше, чем внешние радиусы закругления.

Для упрощения изготовления ручьев радиусы закруглений рекомендовано принимать из ряда: 1;1,5;2;2,5;4;5;6;8;10;12,5;15;20;25;30.

Перемычка под прошивку отверстий

Толщина перемычки Sзависит от диаметра и глубины прошивки и определяется эмпирической формулой

Если глубина прошивки меньше диаметра прошиваемого отверстия в 2,5 раз и больше, то в таком случае для облегчения течения металла используется перемычка с раскосом. При этомS₁=0,65S; S₁=1,35S, диаметр плоского участка

d= 0,12S+3мм.

Радиусы закруглений рекомендуется определить по формуле

R=0,1R₁+2h+2,

где R₁- внутренний радиус закругления, принятый для заготовки.

Если при закруглении вершины плоской перемычки выяснилось, что на последней не осталось плоского участка и невозможно скруглить вершину радиусом одинаковой величины, то это является признаком того, что невозможно осуществить прошивку с образованием перемычки. В таком случае нужно ограничиться выполнением глухой прошивки, без следующей прошивки отверстия.

Оформление чертежа заготовки

Чертеж заготовки включает все данные, необходимые для изготовления, контроля и приемки заготовки, и выполняется соответственно требованиям ЕСКД. В основной надписи чертежа под наименованием детали пишут: “Заготовка штампованная”. Положение заготовки на чертеже отвечает ее положению в процессе штамповки. Детали на чертеже изображаются тонкими штрихпунктирными (с двумя точками) линиями, при этом резьбы, отверстия, канавки, которые не выполняются на заготовке, исключаются. Размеры заготовки необходимо проставлять от баз, принятых к механической обработке. При этом необходимо учитывать:

• удобство проверки припуска путем сравнения размеров заготовки на чертеже с соответствующими размерами детали;

• возможность замера заготовки;

• простоту разметки заготовки к контролю.

В дополнениях к чертежу необходимо указать основные технические требования к изготовлению заготовки: вид термообработки; массу заготовки; вид нагрева; допустимую величину заусениц после обрезки; способ очистки поверхности; дефекты формы.

Автоматизированное проектирование чертежа поковки

Для автоматизированного проектирования чертежей поковки необходимо воспользоваться программой "Поковка". Для этого требуется выполнить следующую последовательность действий.

После нажатия на опцию "исходные данные" появляется меню ( рис.4.2 ), где приведена таблица исходных данных, включающих конструктивные характеристики поковки.

Рисунок 4.2 - Исходные данные для проектирвания поковки

Меню для расчета припусков раскрывается при нажатии на опцию "припуски и напуски". Туда входят: основные припуски на размеры, смещение по поверхности разъема штампа,штамповочные уклоны на наружной и внутренней поверхностях, отклонения межосевого расстояния, изогнутость, отклонения от плоскостности и прямолинейности ( рис.4.3).

Рисунок 4.3- Меню для расчета припусков, а также выбора штамповочных уклонов и других плказателей

Аналогично раскрывается меню для расчета допусков при нажатии на кнопку "допуски".

Для расчета припусков на размеры поковки штампованной необходимо включить опцию "основные припуски" (рис. 4.4).

Рисунок 4.4- Определение основных припусков на размеры

Аналогично определяются допуски на остальные элементы с использванием той же опции. Сюда входят:

Размеры поковки и предельные отклонения.

Радиус закругления наружных углов.

Неуказанные предельные отклонения размеров.

Неуказанные дополнительные радиусы закругления.

Допускаемая выстота торцового заусенца.

Допускаемое отклонение от плоскостности.

Допускаемая величина остаточного облоя.

Допускаемое отклонение от концентричности.

Допускаемое смещение по поверхности разъема штампа.

Допускаемая величина высоты заусенца.

Допускаемый уклон оси отростка поковки.

Допускаемое отклонение от соосности выемки.

Допускаемое отклонение межцентрового расстояния.

Допускаемое увеличение диаметра стержня.

Штамповочные уклоны.

Допускаемое отклонение от изогнутости.

Допуски находятся после нажатия опции "предельные отклонения" (рис. 4.5).

Рисунок 4.5-Ввод величины допусков

После выполнения расчетов выводятся их результаты включением опции "просмотр и печать результатов" (рис 4.6).

Рисунок 4.6- Просмотр и печать результатов