1. Обоснование выбора метода штамповки

При разработке технологического процесса штамповки, необходимо учитывать все преимущества и недостатки того или иного существующих на данный момент методов обработки, видов оборудования, а так же характер работы самой детали, её нагруженность.

При объемной штамповке широко используют КГШП благодаря следующим преимуществам по сравнению с молотами [3]:

1. более высокая точности размеров получаемых на КГШП поковок из-за постоянства хода пресса и определенности нижнего положения ползуна, что позволяет уменьшить отклонения размеров поковок по высоте, точного совпадения верхней и нижней частей штампа;

2. увеличенному коэффициенту использования материала вследствие более совершенной конструкции штампов, наличия выталкивателей, что уменьшает штамповочные уклоны, припуски, напуски и допуски;

3. улучшенным условиям труда вследствие меньших шумовых эффектов, вибрации и сотрясения почвы, что позволяет устанавливать КГШП в зданиях облегченной конструкции;

4. возможности применения автоматических перекладчиков заготовок;

5. более высокой производительности, т.к. деформация происходит за один ход, а на молоте – за несколько ударов;

6. более высокому КПД, достигшему 6-8%, экономический (приведенный к энергии топлива) КПД пресса в 2-4 раза выше, чем у молота;

7. снижению себестоимости продукции за счет снижения расхода металла и эксплуатационной стоимости.

К недостаткам КГШП и штамповки на этих прессах (по сравнению с молотовыми) относят:

1. более высокую (в 3-4 раза) стоимость КГШП при сопоставимых мощностях КГШП и молота;

2. меньшая универсальность - из-за жесткого хода ползуна не применяют подкатку и протяжку заготовок;

3. необходимость очистки от окалины заготовок перед штамповкой, т.к. деформация происходит за один ход пресса при равномерном нагружении и окалина может быть заштампована в поверхность поковки;

4. необходимость применения большего числа ручьев при получении поковок сложной формы из-за худшего заполнения глубоких полостей;

5. более сложные конструкции штампов и их регулирование;

6. возможность заклинивания и поломки прессов при крайнем нижнем положении ползуна, на вывод из которого затрачивается много времени

Несмотря на ряд имеющихся недостатков, преимуществ КГШП для данного вида деталей намного больше, следовательно, выбираем штамповку на КГШП.

2. Обоснование выбора метода нагрева заготовок

Нагрев металла является одним из важнейших звеньев производственного процесса в металлургии и машиностроении, влияющий на производительность, энерго и материалоемкость производства, себестоимость и качество продукции. Выбор же метода нагрева существенным образом отражается на технико-экономических показателях продукции. Здесь необходимо учитывать технологичность и мобильность производства, его объемы, стоимость сырья и энергоносителей, качественные показатели продукции и другие факторы. В кузнечно-штамповочном производстве для нагрева заготовок из различных сталей, цветных металлов и сплавов в интервале 800-1300^ОС применяют устройства электронагрева.

Электронагрев по расходу энергии на тонну заготовок менее экономичен, чем нагрев в пламенных печах. Однако его широко применяют, т.к. он повышает производительность труда, позволяет полностью автоматизировать процесс нагрева заготовки и обеспечить высокую стабильность процесса, улучшить условия труда и сократить потери металла на окалинообразование. Потери металла в виде окалины при индукционном нагреве почти в 10 раз меньше, чем при нагреве в пламенных печах. Уменьшение окалины повышает качество поковок и увеличивает стойкость штампов кузнечно-штамповочного оборудования.

Вместо использования газовых, пламенных печей и других нагревательных устройств в большинстве случаев вполне целесообразно и оправданно применение индукционных нагревательных установок. Такая замена позволяет, в конечном итоге, снизить себестоимость продукции.

Основное и главное преимущество индукционного нагрева заключается в следующем. В любой неиндукционной нагревательной установке металл, помещенный в область воздействия температур, нагревается за счет теплопередачи. Таким образом, осуществляется, по сути, "косвенный" нагрев. В индукционных нагревательных установках, магнитный поток, созданный током генератора, пронизывает металл, находящийся в индукторе. Под действием магнитного потока, в металле (заготовке) протекают индуцированные токи, непосредственно воздействуя на структуру металла, и как следствие, нагревая его. Интенсивность нагрева пропорциональна мощности источника тока, рабочей частоте (частоте изменения магнитного поля) и зависит от физических свойств металла.

Оперативно изменяя мощность преобразователя частоты, изготавливая индукторы специальной конструкции, оказывается возможным регулирование температуры нагрева заготовок. Выбор рабочей частоты генератора позволяет управлять глубиной прогрева, что широко используется в индукционных закалочных установках.

В итоге выбираем обычный индукционный нагрев, продолжительностью 325 секунды, и частотой тока 500 Гц [2].