Поковка детали «фланец» (приложение 4) является симметричной поковкой, круглой в плане, изготовляемой осадкой в торец с одновременным выдавливанием. По всем этим признакам она относится к 1- ой группе 3 – ей подгруппы [1.стр 179].Учитывая принадлежность поковки к этой группе и подгруппе ее можно получить за два перехода с применением осадочной площадки. Штамповка производится в открытом штампе.
В технологическом процессе используются две операции
1. штамповка.
2. обрезка облоя.
3.5 ТЕМПЕРАТУРНЫЙ РЕЖИМ ШТАМПОВКИ
После разрезки проката на сортовых ножницах по скату – рольгангу заготовки попадают в тару, которая транспортируется мостовым краном к индукционному нагревателю для нагрева.
Температура металла:
- под осадку 1250 °С;
- под штамповку 1150 °С;
- обрезка облоя 950 °С.
3.6 ИНДУКЦИОННЫЙ НАГРЕВ ЗАГОТОВОК
Индукционные нагреватели применяемые в кузнечно - штамповочном производстве, конструктивно состоят из средств нагрева – индукторов и механизмов загрузки, перемещения и выгрузки нагреваемых заготовок.
Параметры индуктора получены из практики индукционного нагрева заготовок перед штамповкой на отечественных заводах [2.стр.263.табл.5], они приведены в табл.4
Табл.4 параметры индуктора
Внутренний диаметр, мм
130
Длина обмотки, мм
760
Число витков
40
Число заготовок в индукторе
4
Частота тока, кГц
2,5
Напряжение, В
750
Средняя мощность генератора, кВт
155
Темп выдачи заготовки, с
33
Время нагрева заготовки, с
132
Производительность, кг/ч
425
Для работы при напряжении 127 В индуктор подключается через понижающий трансформатор.
Данный нагреватель является нагревателем методического действия. В таком нагревателе заготовки перемещаются с постоянной скоростью с помощью пневматического механизма. В индукторе одновременно находятся 4 заготовки. Транспортирование нагретых заготовок для последующих операций осуществляется по цепному транспортеру.
3.7 ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЗМЕРОВ ОСАЖЕННОЙ ЗАГОТОВКИ
Осадка заготовок производится с целью приближения размеров заготовки к размерам поковки и тем, самым снизить работу деформации в окончательном ручье и повысить его стойкость. При осадке удаляется подавляющее количество окалины, образующейся при нагреве заготовки. Процесс осадки производится до уменьшения высоты исходной заготовки на 30…50%.
Dо = 63 мм,
Но =156,5 мм.
Средний диаметр после осадки берется из программы «ZAG», результат на следующей странице.
D = 106 мм,
H = 60 мм.
рис. 6 – Параметры заготовки исходной и осаженной.
После операции осадки штамповщик перекладывает заготовку клещами (клещи продольные) в окончательный ручей. Температура заготовки в этот момент t = 1150°С.
3.8 ОПРЕДЕЛЕНИЕ УСИЛИЯ ШТАМПОВКИ
Окончательную штамповку проводят в открытом ручье. Температура заготовки перед штамповкой t = 1100°С.
Расчет усилий штамповки на КГШП необходимо выполнять с максимально возможной точностью, так как при использовании пресса с недостаточным усилием может произойти авария, а при использовании пресса по завышенному усилию пресс будет использоваться нерационально.
Усилие при штамповке осаживанием в открытых штампах определяют по формуле
Р = σт *{(1,5+ μо * b/ hо )*Fо +(2* μ * b/ hо -0.375 +1.25* ln d/hо )* Fп} (26)
где σт - предел текучести металла при температуре штамповки, МПа;
μо – коэффициент внешнего трения (на мостике облоя); в расчете
принимается его максимальное значение, равное 0,5;
b, hо – ширина и толщина мостика облоя, мм;
Fо – площадь проекции мостика облоя, мм2;
d – диаметр поковки, мм;
Fп – площадь проекции поковки на плоскость разъема, мм2;
Предел текучести металла принимают приблизительно равным временному сопротивлению растяжению при соответствующих температуре и скорости деформации. В нашем случае
σт = σв * ώ,
где ώ – скоростной коэффициент, ώ = 1,7, т.к. tд / tпл = 0,6…0,7, ε / ε0 ≤1000 [2,стр. 143].
σт = σв * ώ = 51 * 1,7 = 86,7 МПа, смотри табл. 2.
Площадь проекции мостика облоя находится по формуле
Fо = π / 4 * (dн2 – dв2 ), (27)
где dн - наружный диаметр мостика облоя,
dв – внутренний диаметр мостика облоя.
Fо = 3,14 / 4 * (1532 – 1472 ) = 1413 мм2 .
Fп = π * dп2 / 4, (28)
Fп = 3,14 * 1472 / 4 = 16963 мм2,
По формуле (26) определим усилие штамповки
Р=86,7*{(1,5+ 0,5* 6/ 3)*1413+(2*0,5*6/3-0.375 +1.25* ln 147/3 )*16963}=
= 9,85 МН.
По полученному значению усилия штамповки выбирается пресс горячештамповочный усилием 16 МН, так как технологическое усилие штамповки должно быть меньше 85% от номинального усилия пресса.
Р < 85% Рн,
Так как Р < 0,85 * 16 МН, т.е. Р < 0,85 * 16 МН, пресс отвечает данному условию.
После расчета усилия можно сравнить полученные вручную параметры штамповки с расчетными полученными с помощью программы «TECN», иприведенными на следующей странице, небольшое различие между параметрами объясняется тем что при расчете с помощью программы не использовались некоторые исходные данные которые использовались при ручном расчете.
Это необходимо, для того чтобы избежать перегрузки и заклинивание пресса. Выбираем пресс модели КБ8042. Пресс предназначен для производства поковок из черных и цветных металлов. Технические характеристики пресса приведены в табл.5.
Табл.5 – Техническая характеристика пресса КБ8042
Номинальное усилие, МН
16
Ход ползуна, мм
300
Частота непрерывных ходов ползуна, мин-1, не менее
85
Частота одиночных ходов ползуна, мин-1 , не более
16
Наименьшее расстояние между столом пресса и надштамповой плитой ползуна в его нижнем положении, мм
660
Величина регулировки расстояния между столом и ползуном, мм
10
Верхний выталкиватель
Величина хода, мм
40
Усилие, МН, не менее
63
Нижний выталкиватель
Величина хода, мм
32
Усилие, МН, не менее
100
Размеры стола, мм
Слева направо
1080
Спереди назад
1020
Размеры ползуна, мм
Слева направо
824
Спереди назад
944
Размеры окон в стойках пресса, мм
Ширина
630
Высота
710
Расстояние между стойками в свету, мм
1050
Мощность электродвигателя главного привода, кВт
90
Расход сжатого воздуха за цикл, м3
0,42
Давление воздуха в пневматической системе
Наименьшее, МПа (кг / см2 )
0,5
Наибольшее, МПа (кг / см2 )
0,7
Габариты пресса, мм
Слева направо
4850
Спереди назад
3600
Высота пресса от уровня пола, мм
5570
3.9 СМАЗОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Технологические смазочные материалы при штамповке на КГШП применяют с целью снижения трения и усилия деформирования, охлаждения инструмента и предотвращения его разупрочнения, улучшения качества поверхности изделия при уменьшении износа инструмента. Одно из основных требований к смазочному материалу – хорошая экранирующая способность, т.е. способность надежно разделять поверхности деформируемой заготовки и инструмента.
