Информация
------------------------------------------------------------
Дата 23.03.2005
Документ
------------------------------------------------------------
МЦХ
Деталь
Площадь S = 53639.341157 мм2
Объем V = 407189 мм3
Материал Сталь 45 ГОСТ 1050-88
Плотность Ro = 0.007820 г/мм3
Масса M = 3184.22 г
3. Разработка технологического процесса
3.1 ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЗМЕРОВ ИСХОДНОЙ ЗАГОТОВКИ.
Объем исходной заготовки подсчитывается по формуле
Vзг = Vп + V о + Vуг + Vпер , (9)
где Vп – объем поковки;
Vуг – потери на угар, при индукционном нагреве 0,7…0,8% Vп;
V о – объем облоя;
Vпер – объем перемычки.
Объем облоя при штамповке на КГШП определяют, используя формулу
Vо = Vмост + V маг = p * (b * h3 + h2 * B), (10)
где Vмост - объем мостика облоя;
V маг – объем металла в магазине облоя;
p – периметр поковки, мм;
b - ширина мостика, мм;
h3 - толщина мостика, мм;
h2 - средняя толщина облоя по магазину, мм;
B - ширина облоя в магазине, мм.
Значения толщины мостика облойной канавки определяется по эмпирической формуле h3 = 0,02 * dзаг = 0,02 * 147 = 2,94 мм. Ее также можно определить с помощью программы «ZAG» (приложение). Толщина мостика облойной канавки равна h3 = 3 мм. По таблице 2.[1.стр184] определяются остальные параметры облойной канавки.
b = 6 мм; h2 = 2 * h3 = 6 мм; р = π * dп = 3,14 * 147 = 461,58 мм.
Ширина облоя в магазине принимается в зависимости от массы поковки, так как масса поковки больше 2 кг, то В = 20 мм.
V о = 461,58 * (6 * 3 + 6 * 20) = 63698 мм3 .
Масса облоя находится по формуле
Мо = V о * ρ, (11)
Мо = 63698 * 7,82*10-6 = 0,498 кг.
Значение радиусов закруглений кромок фигуры ручья, выбирают в зависимости от глубины Н полости фигуры по табл.2 [1.стр148].
В данном случае так как Н = 8,5 мм, то r = 1,5 мм.
рис.3 – Облойная канавка
Определим потери металла на угар
Vуг = 0,008 * Vп = 0,008 * 407189 = 3257 мм3.
Муг = Vуг * ρ, (12)
Муг = 3257 * 7,82*10-6 = 0,027 кг
Объем перемычки также определяется с помощью программы компас – 3D. Результаты моделирования на рис. 4
Информация
------------------------------------------------------------
Дата 23.03.2005
------------------------------------------------------------
МЦХ
Деталь
Площадь S = 26889.381957 мм2
Объем V = 13452.3 мм3
Материал Сталь 45 ГОСТ 1050-88
Плотность Ro = 0.007820 г/мм3
Масса M = 105.197 г
Vзаг = 407189 + 63698 + 3257 + 13452.3 = 487596,3 мм.
Следовательно, масса заготовки будет равна
Mзаг = ρ * Vзаг, (11)
Mзаг = 7,82 * 10-6 * 487596,3 = 3,813 кг.
Размеры заготовки во избежание ее искривления при обработке, должны удовлетворять условию
m = Lзаг / Dзаг ≤ 2,8, (12)
где m – коэффициент, равный 2,8…1,5, так как операция осадки производится на КГШП m принимают примерно равное 1,8.
Задавшись m, можно найти диаметр круглой заготовки по формуле:
dзаг´ = 1.08 * 3√ (Vзаг / m), (13)
dзаг´= 1.08 * 3√ (487596.3 / 1.8) = 69,8 мм.
По диаметру исходной заготовки выбирается сортовой прокат с размерами, ближайшими к полученным, расчетом. Наиболее подходит прокат обычной точности прокатки (В), диаметр ø 70+0,5-1,1 мм по ГОСТ 2590 – 71 из марки стали сталь 45 ГОСТ 1050 - 88.
круг В - 70 ГОСТ2590 – 71
Сталь45 ГОСТ 1050 - 88
Длина заготовки определяется по формуле
Lзаг =4 * Vзаг ´/ π * dзаг2 , (15)
Lзаг =4* 487596,3 / 3,14 * 702 =127 мм.
После поступления сортового проката его транспортируют на участок резки сортового проката на заготовки с помощью мостового крана. Производится контроль прутков на стеллах, диаметр ø 70+0,5-1,1 мм диаметр проверяют штангенциркулем. Если на поверхности сортового проката обнаруживаются, дефекты они должны быть удалены перед дальнейшей обработкой. Затем данный прокат нагревают до температуры 450°С и разрезают на заготовки с помощью сортовых кривошипных закрытых ножниц.
3.2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ УСИЛИЯ ОТРЕЗКИ ЗАГОТОВКИ.
Для разделения металла на заготовки используется операция отрезки, так как способ штамповки в открытом штампе не требует высокой точности исходной заготовки, а сам процесс отрезки на кривошипных закрытых сортовых ножницах является высокопроизводительным и экономичным.
Усилие резки.
Усилие отрезки зависит от характеристик прочности разрезаемого металла, площади поперечного сечения прутка, схемы отрезки и скорости деформирования.
Pопер = k * σср * Fср, (16)
где k – коэффициент, учитывающий состояние режущих кромок ножей, k = 1,6.
σср = 0,7 * σвр, (17)
σср = 0,7 * 610 = 427 МПа,
Fср – площадь среза
Fср = π * dзаг2 / 4, (18)
Fср = 3,14 * 702 / 4 = 3846,5 мм2.
Тогда по формуле (16)
Pопер = 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
Номинальное усилие, кН
2500
Число ходов в минуту
40
Наибольший размер разрезаемого проката, мм
круг
100
квадрат
90
полоса
300
Наибольшая длина отрезаемой заготовки, мм
630
Мощность привода, кВт
20
Габаритные размеры, мм
7000* *3050*3000
Масса ножниц в тоннах
12,7
Элементы опорного конца, мм
с
f
lзаж
40
20
60
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 * lр.у. / (lр.у. – lобр – lн - lзаж ) * Куг , (19)
где q – масса заготовки, q = 3,81 кг,
n – количество поковок из одной заготовки, n = 1,
lр.у – средняя длина немерного проката, lр.у = 3750мм,
lобр – длина обрезки дефектного конца, мм,
lобр = 0,5 * dзаг , (20)
lобр = 0,5 * 70 = 35 мм.
lн – наименьшая длина некратности, мм
lотх = (lзаж + lн), (21)
lотх – длина отхода, мм. Так как lзаг > lзаж, то
lотх = (lзаг + 0,5 * dзаг) / 2, (22)
lотх = (127 + 0,5 * 70) / 2 = 81 мм
Куг = 1, так как температура нагрева меньше 750С°.
Тогда
N = 3,81 / 1 * 3750 / (3750 – 35 – 81) *1 = 3,932 кг,
Коэффициент использования металла
Ким = Мдет / N, (23)
Ким = 1,87 /3,932 = 0,47 кг.
Коэффициент раскроя
Кр = Мзаг / N, (24)
Кр = 3,81 / 3,93= 0,97.
Коэффициент точности поковки
Кпок = Мдет / Мпок, (25)
Кпок = 1,87 / 3,81 = 0,49.
Коэффициент точности заготовки
Кзаг = Мпок / Мзаг, (26)
Кзаг = 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.
