Вариант 1

Практическая работа № 2

Разработка технологического процесса штамповки в открытых штампах

Горячая объёмная штамповка – это вид обработки металлов давлением, при котором формообразование поковки из нагретой заготовки осуществляют с помощью специального инструмента – штампа.

1. Выполнить эскиз детали

2. Рассчитать массу детали (М_д)

3. Выбрать плоскость разъёма штампа (без учета припусков и углов)

Схема технологического процесса штамповки в основном определяется конфигурацией и размером детали, которую нужно получить. По чертежу детали составляют чертёж поковки.

При получении поковки в открытом штампе прежде всего необходимо правильно выбрать поверхность разъёма, т.е. поверхность, по которой соприкасаются между собой верхняя и нижняя половины штампа. Плоскость разъёма должна быть выбрана такой, чтобы поковка свободно вынималась из штампа. С целью облегчения заполнения металлом полости штампа желательно выбрать плоскость разъёма таким образом, чтобы плоскости штампов имели наименьшую глубину. Плоскость разъёма должна пересекать вертикальную поверхность поковки.

4. Выполнить эскиз штамповки с учетом припусков на механическую обработку, определить массу поковки М_п.

Припуски на механическую обработку назначаются главным образом на сопрягаемые поверхности детали. Величина припусков зависит от габаритных размеров и массы поковки, вида оборудования штамповки, шероховатости обрабатываемой поверхности.

Припуски и допуски поковок

Масса поковки, кг	Размеры поковок, мм
	50 - 120	120 - 180	180 - 260	260 - 360	50 - 120	120 - 180	180 - 260	260 - 360
>… до	Припуски				Допуски
10…25	3,2	3,3	3,5	3,6	+2,1 -1,1	+2,4 -1,2	+2,5 -1,5	+3,0 -1,5
25…40	3,7	3,8	3,9	4,0	+2.4 -1,2	+2,5 -1,5	+3,0 -1,5	+3,0 -2,0
40…63	4,2	4,3	4,4	4,5	+2,5 -1,5	+3,0 -1,5	+3,5 -1,5	+3,5 -2,0
63…100	4,6	4,8	5,0	5,1	+2,6 -1,5	+3,5 -1,5	+3,5 -2,0	+4,0 -2,0
100…160	5,2	5,4	5,5	5,6	+3,5 -1,5	+3,5 -2,0	+4,0 -2,0	+4,5 -2,5
160…250	5,7	6,0	6,1	6,2	+3,5 -2,0	+4,0 -2,0	+5,0 -2,5	+5,0 -3,0

5. Определить коэффициент выхода годного металла.

К_и = М_д/ М_п

6. Сдетать эскиз поковки с учетом штамповочных уклонов и радиусов закруглений.

Для облегчения заполнения полости штампа и обеспечения лёгкого извлечения из неё поковки их боковые поверхности должны иметь штамповочный уклон.

Штамповочные уклоны назначают сверх припуска; они повышают расход металла при механической обработке и утяжеляют поковку. Величина уклона зависит от глубины и сложности полости, применяемого для штамповке оборудования и составляет для стальных поковок 3 - 10º.

Для наружных поверхностей поковки (вследствие усадки) штамповочные уклоны α принимают меньшими, чем для внутренних β.

Оборудование	Внутренний	Наружный		Масса поковки, кг	Глубина ручья
					> 25 - 50	> 50
Молоты	10	7		40 – 100	5	7
Прессы с выталкивателем	7	5		> 100	6	8
Штамповочный уклон, град				Радиусы закруглений

7. Определяем высоту облойной канавки.

F_пок - площадь поперечного сечения поковки

8.Определить площадь сечения облойной канавки (А_о, см²).

hо, мм	Ао, см^2
	Штамп осаживания	Штамп выдавливания
1,0	0,8	0,91
1,6	1,0	1,13
2,0	1,36	1,53
3,0	2,0	2,33
4,0	2,68	3,44
5,0	3,43	4,34

9.Определяем массу облойной канавки.

М_ок=ρ ·V_ок= ρ · А₀ · L_ok

L_ok – длинна облойной канавки

ρ = 7,85 г/см³

Примерная длина облойной канавки равна длине наружной окружности поковки.

L_ok=π · D

10. Определяем массу заготовки: М_з= (М_п +М_ок) · 1,03

11. Определяем коэффициент использования металла заготовки:

К_и = М_д/ М_з

12. Выполняем эскиз чистового ручья штампа

Открытый окончательный штамповочный ручей – предназначен для получения окончательной поковки с облоем и представляет собой точный оттиск фигуры горячей поковки с расположенной по его периметру облойной канавкой.

Штамповочные ручьи разделяются на черновые и чистовые. Чистовой ручей применяется только для штамповки несложных деталей, не имеющих больших выступов, ребер и острых углов.

Размеры штампа отличаются от размеров поковки на величину усадки, которая равна 1,5 % для стали.

Размеры штампа определяем по формуле:

L_шт =1,015 · L_пок

Данные расчетов занести в таблицу:

Размер детали	Размер поковки	Размер штампа
100
50
200
150

13. Определяем размеры заготовки после осадки, выполнить чертеж заготовки после осадки.

Осадкой называется такая кузнечная операция, при которой заготовка увеличивается в поперечном сечении и уменьшается по длине. 

Полная осадка применяется тогда, когда необходимо увеличить сечение заготовки по всей ее длине. Для полной осадки заготовка нагревается, затем вертикально ставится на наковальню; кувалдой наносят удары по верхнему торцу заготовки, вследствие чего она уменьшается по длине, но увеличивается в поперечном сечении.

D_oc ≈ D_п,

где D_ос – диаметр заготовки после осадки, D – диаметр заготовки до осадки. Следовательно высота заготовки после осадки (h_о):

h_ос = V₃/D,

14. Определяем размеры заготовки из проката с учетом ковки:

Y=D²_з/ D²_ос= h_з / h_ос=1.25

h_з =1.25 · h_ос

D₃=V₃/h₃

14. Последовательность операций штамповки:

• Отрезать заготовку размерами из проката

• Осадить заготовку до D_oc = D_дет

Определяем усилия пресса при осадке:

P_пресса=K_м · (1+0,17*D_п /M_п) · σ _в · F_п

K_м = 0,8 – масштабный коэффициент для штампованных поковок средних размеров

Марка стали	Температура	σВ, МПа	δ, %	Скорость деформирования ν, мм/мин	Скорость деформации ε, с^-1	Температурный интервал ковки, °С
40	800	113	52	16	9 · 10^-3	1250 - 800
40	1000	50	69	10	9 · 10^-3	1250 - 800
40	1200	26	87	10	9 · 10^-3	1250 - 800
40Х	800	100	59	5	2 · 10^-3	1250 - 800
	1000	44	68
	1200	24	70
45	800	115	58	16	9 · 10^-3	1250 - 800
	1000	51	72
	1200	27	90

• Обрезать облой.

14. Определяем усилие пресса при обрезке облоя

P_пресса=K ∙ σ_в ∙ h_ok ∙ L_ok

K=1,6 – коэффициент, учитывающий форму бойков при обрезке

L_ok – длина облойной канавки,

h_ok – высота облойной канавки

• Очистка отливок производиться в галтовочном барабане

или в дробметном аппарате

• Контроль поковок

Вариант 2

Практическая работа № 2