Галкин В.В., Поздышев А.И. и др. Технология ковки и объемной штамповки: cоставление чертежа штампованной поковки - файл n1.doc

приобрести
Галкин В.В., Поздышев А.И. и др. Технология ковки и объемной штамповки: cоставление чертежа штампованной поковки
скачать (14082 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc14082kb.07.07.2012 01:05скачать

n1.doc

  1   2   3
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕСИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
НИЖЕГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ТЕХНОЛОГИЯ КОВКИ И ОБЪЕМНОЙ ШТАМПОВКИ
Часть I. Составление чертежа штампованной поковки

Методическое пособие для выполнения курсовых, дипломных проектов и практических работ для студентов дневного, вечернего и заочного обучения
Специальность 120400 " Машины и технология ОМД"

Направление 651400 "Машиностроительные технологии и оборудование"
Специальность 120900 " Проектирование технических и технологических комплексов"

Направление 651600 "Технологические машины и оборудование"
Факультет автоматизации и технологии машиностроения

Кафедра "Машиностроительные технологические комплексы и ОМД"
Нижний Новгород

2006


Составители: Галкин В. В, Поздышев А.И, Толкачев Г. А.
УДК 669.14-412-136:621.153
Методическое пособие по расчету технологических процессов горячей объемной штамповки. Часть I. Составление чертежа штампованной поковки / НГТУ; Сост.:

В. В. Галкин, А. И. Поздышев, Г. А. Толкачев, Н.Новгород, 2006, 35 с.
Методическое пособие составлено в соответствии с учебной программой дисциплины "Технология ковки и объемной штамповки" специальности 120400 "Машины и технология ОМД" по направлению 651400 "Машиностроительные технологии и оборудование" и дисциплины "Технологии формообразующих операций" специальности 120900 "Проектирование технических и технологических комплексов" по направлению 651600 "Технологические машины и оборудование"

В пособии изложен порядок составления чертежа штампованной поковки, включающий: определение положения поверхности разъема, назначение припусков, кузнечных напусков, отклонений формы тела. Указаны основные требования по оформлению чертежей штампованной поковки и "горячей" поковки. В пособии использованы справочные материалы ГОСТа 7505-89 и научно-технической литературы. Данные в таблицах, взятые из ГОСТа 7505-89 имеют ограничения: они относятся к поковкам размерами до 630 мм и весом до 20 кг.

Пособие предназначено для студентов 3, 4 и 5 курсов специальностей 120400 и 1209000 дневного, вечернего и заочного обучения, выполняющих курсовые и дипломные работы по дисциплинам "Технология ковки и объемной штамповки" и "Технологии формообразующих операций".

Пособие выполнено на кафедре "Машиностроительные технологические комплексы и ОМД".
Редактор Э.Б.Абросимова

Подп. к печ. 2004. Формат 60 84 1/16. Бумага газетная. Печать офсетная

Печ.л.2,0 Уч.-изд. л. 0,8. Тираж 200, Заказ
Нижегородский государственный технический университет

Типография НГТУ, 603600, Н.Новгород, ул. Минина, 24.

Нижегородский государственный

технический университет, 2006

СОДЕРЖАНИЕ









стр.







Введение

4

I




Конструирование поковки, штампуемой по открытой схеме

7




1.1

Выбор конфигурации и положения поверхности разъема штампа

7




1.2

Основные характеристики поковки: расчетная масса, группа стали, степень сложности, класс точности, исходный индекс

9




1.3

Припуски на механическую обработку

12




1.4

Допуски, допускаемые отклонения линейных размеров и формы тела поковки

17




1.5

Кузнечные напуски

24

II




Конструирование поковки, штампуемой по закрытой схеме на горизонтально-ковочной машине (ГКМ) с двумя плоскостями разъема

28




2.1

Припуски, допуски, допускаемые отклонения линейных размеров и формы тела поковки

28




2.2

Выбор конфигурации и положения линии разъема

29




2.3

Кузнечные напуски

29

III




Оформление чертежа поковки

31

IV




Оформление чертежа горячей поковки

32







Литература

32


Введение

Выбор схемы штамповки и конструирование поковки является одним из этапов разработки технологии горячей объемной штамповки (ГОШ). По его результатам составляется чертеж поковки, который согласовывается с техническим отделом механического производства. По чертежу штампованные поковки принимаются механическим производством (цехом) для изготовления из них деталей, идущих на сборку изделий

Исходной информацией для разработки чертежа поковки является чертеж готовой (чистовой) детали. Разработка чертежа поковки состоит в последовательном решении следующих вопросов: выбор конфигурации и положения поверхности разъема штампа; назначение припусков; назначение напусков; простановка размеров с допусками; оформление чертежа поковки и установление технических требований на изготовление, включая отклонения формы поковки и термообработку.

Когда мы говорим о выборе схемы штамповки, мы имеем в виду определение конструкции рабочей полости окончательного штамповочного ручья (гравюры), в которой заготовке, в соответствии с чертежом, придается форма поковки. В технологии горячей штамповки используются три схемы горячей объемной штамповки (ГОШ): открытая, закрытая, и выдавливанием. Они имеют следующие конструктивные признаки:

схема открытой штамповки, рис.1

Гравюра, как правило, состоит из двух частей, расположенных соответственно в верхнем и нижнем инструменте (бойках или вставках). При смыкании, в момент окончания штамповки, они образуют полость, соответствующую форме сконструированной поковки;

Поверхность, по которой смыкаются инструменты, (плоскость разъема штампа) может быть плоской или иметь сложную форму. Инструменты, в момент окончания штамповки, могут иметь непосредственное соприкосновение по зеркалу (штамповка на паровоздушном штамповочном молоте - ПШМ) или между ними устанавливают гарантированный зазор, равный толщине мостика заусенечной (облойной) канавки (штамповка на кривошипном горячештамповочном прессе - КГШП, высадка на горизонтально-ковочной машине - ГКМ);

По периметру ручьев выполняется заусенечная канавка. Она имеет специальную форму: ближе к гравюре расположен элемент (мостик), имеющий меньшую толщину. Он обеспечивает при штамповке более интенсивное остывание металла и как следствие его торможение и заполнение углов гравюры штампа в период доштамповки. Далее расположен элемент с большей толщиной (магазин), где размещаются излишки металла заготовки. В машинах со свободным ходом (ПШМ) магазин выполняется закрытым, с регламентированным ходом (КГШП, ГКМ) – открытым со свободным выходом на боковую поверхность инструмента;

Элементы гравюры имеют конструктивные особенности:

- боковые поверхности элементов выполняются наклонными для облегчения удаления поковки после штамповки при отсутствии выталкивания (штамповка на ПШМ и КГШП);

- на месте сквозных отверстий у поковки, в силу невозможности их получения, конструируются углубления – наметки (пленки);

- места сопряжения элементов гравюры (перепады высот) оформляются штамповочными радиусами, обеспечивающими течение металла и отсутствие образования дефектов структуры в виде зажимов.

Схема открытой штамповки применяется при штамповке на ПШМ, КГШП и частично на ГКМ.



Рисунок 1. Схемы открытой штамповки: а – в кузнечно-штамповочном оборудовании с свободным ходом без выталкивателей: 1,2 – верхний и нижний инструменты, 3- поковка, I – конфигурация заусенечной канавки и ее элементы б - в кузнечно-штамповочном оборудовании с регламентированным ходом и выталкиванием поковки: 1,2 – верхний и нижний инструменты, 3 - поковка, 4,5 – выталкиватели, II – конфигурация заусенечной канавки и ее элементы.


схема закрытой штамповки, рис.2

Инструмент состоит из двух частей. Одна часть (пуансон) входит как по направляющей в полость другой части (матрицы или контейнера или вставки), которая может быть цельной или составной.

Поверхность направляющей полости, кроме направления, может одновременно являться рабочей и оформлять контур штампуемой поковки.

Величина штамповочных радиусов определяется спецификой процесса и зависит от соотношения размеров исходной заготовки и конфигурации рабочего элемента в нее внедряющегося.

В рабочую полость вводится дополнительный элемент (компенсатор) в виде отверстия или щели. Он предназначен для расположения излишнего объема металла заготовки и располагается в наиболее трудно заполняемых местах гравюры.

Схема открытой штамповки применяется при штамповке на КГШП, ГКМ и частично на ПШМ.



Рисунок 2. Схемы закрытой (без облойной) штамповки: а – с одной плоскостью разъема и выталкиванием поковки: 1 – обойма, 2 – пуансон, 3 – выталкиватель, 4 – компенсатор (щелевой), 5 - поковка б – с двумя плоскостями разъема: 1,2 – полуматрицы, 3 – пуансон, 4 – поковка.

схема штамповки выдавливанием, рис.3

Штамповая оснастка конструктивно выполняется в виде штампа закрытой конструкции, но с наличием сквозной полости (отверстия, щели), через которое часть металла выдавливается с целью образования стержневого элемента поковки. Как правило, при ГОШ эта схема применяется в комбинации с другими схемами штамповки

Схемы штамповки выдавливанием применяются на КГШП и частично на ГКМ.



Рисунок 3. Схема штамповки выдавливанием: а – выдавливание стержневого элемента поковки: 1 – обойма, 2 – пуансон, 3 - выдавленная заготовка, 4 - выталкиватель б – штамповка поковки по открытой схеме: 1 – вставка верхняя, 2 – вставка нижняя, 3 – выталкиватель, 4 – поковка, 5 –заусенечная канавка.
I Конструирование поковки, штампуемой по открытой схеме

1.1. Выбор конфигурации и положения поверхности разъема штампа

Конфигурация и положение поверхности разъема должно обеспечивать:

- эксплуатационные требования к расположению волокон в готовой детали, если они указаны в ее чертеже;

- гарантированное удаление поковки из гравюры после штамповки, для этого у поковок удлиненной формы и круглой формы в плане (длина больше 3х наружных диаметров) плоскость разъема назначается в плоскости 2х наибольших взаимно перпендикулярных размеров (см. рисунок 4 а);

- визуальный контроль смещения верхнего бойка относительно нижнего по сходимости штамповочных уклонов, (см. рисунок 4 б);

- отсутствие коробления поковки при обрезке облоя, для этого по возможности поверхность разъема делают плоской, (см. рисунок 4 в);

- несложность формы исходной заготовки и надежность укладки (фиксации) ее в штамповочном ручье;

- возможность выполнить наметку под пробивку отверстия, (см. рисунок 4 г);

- качественное заполнение гравюры штампа, для чего при штамповке на молоте трудно заполняемые элементы располагают в верхнем бойке;

- простоту конструкции штамповочного и обрезного инструмента, в частности для поковок простой формы и небольшой толщины поверхность разъема выбирается плоской и гравюра выполняется в нижнем инструменте;

- уравновешивание сдвигающих усилий при штамповке для чего:

-мелкие поковки штампуются в ручье для 2х симметрично расположенных поковок с одним общим заусенцем, (см. рисунок 4 д);

- средние и крупные поковки штампуются в ручье с разворотом фигуры, (см. рисунок 4е) или в штампе выполняются замки, (см. рисунок 4 ж);





Рисунок 4. Положение поверхности разъема
Кроме выше сказанного, надо иметь в виду следующее. При механической обработке поковка должна иметь удобные и надежные поверхности для ее крепления на станке. По этому, по требованию механического производства возможно отступление от выше приведенных правил. Эти отклонения могут выражаться в следующем:

- для деталей с наружной цилиндрической поверхностью линия разъема совпадает с продольной ее осью, при этом цилиндрическая поверхность сохраняет свою форму и не имеет напусков в виде штамповочных уклонов;

- для деталей сложной формы вводятся дополнительные элементы поковки, которые согласуются в чертеже поковки.
1.2 Основные характеристики поковки: расчетная масса, группа стали, степень сложности, класс точности, исходный индекс

расчетная масса поковки

Ориентировочная величина расчетной массы поковки вычисляется по формуле

mп.р. = mд Ч кр , (1)

где mп.р - расчетная масса поковки, кг; mд – масса детали, кг;

кр – расчетный коэффициент, устанавливаемый по таблице 1.

Таблица 1. Определение расчетного коэффициента кр

Группа

Характеристика детали

Типовые представители

кр

1.

Удлиненной формы







1.1

С прямой осью

Валы, оси, цапфы, шатуны

1,3-1,6

1.2

С изогнутой осью

Рычаги, сошки рулевого упр.

1,1-1,4

2

Круглые и многогранные в плане







2.1

Круглые

Шестерни, ступицы

1,5-1,8

2.2

Квадратные, прямоугольные, мноогранные

Фланцы, ступицы, гайки

1,3-1,7

2.3

С отростками

Крестовины, вилки

1,4-1,6

3

Комбинированной формы

Кулаки поворотные, коленчатые валы

1,3-1,8

4

С большим объемом необраб. поверхностей

Балки осей, крюки, рычаги, шатуны

1,1-1,3

5

С отверстиями, поднутрениями, углублениями, не оформляемыми в поковке при штамповке

Полые валы, фланцы. Блоки шестерен

1,8-2,2

Расчетную массу поковки определяют исходя из ее номинальных размеров по чертежу поковки (после его разработки) с учетом половины положительного отклонения на наружные размеры и половины отрицательного на внутренние. В массу поковки не входит масса облоя и перемычки пробитого отверстия. При высадке на горизонтально-ковочных машинах или местной штамповке на молотах и прессах масса поковки включает массу поковки части стержня, зажатого между штампами (инструментом).

группа стали

Группа стали зависит от среднего массового содержания углерода и легирующих элементов (Si, Mn, Cr, Ni, Mo, W, V). Углеродистые и легированные стали делятся на 3 группы согласно таблицы 2.

Таблица 2. Определение группы стали

Группа стали

Массовая доля углерода

Суммарная массовая доля легирующих элементов, %

М1

До 0,35

До 2 вкл.

М2

Св. 0,35 до 0,65

Св.2,0 до 5,0 вкл.

М3

Св.0,65

Св.5,0


степень сложности поковки

Степень сложности определяется по отношению массы (объема) поковки к массе (объему) геометрической фигуры, в которую вписывается поковка. Геометрическая фигура может быть шаром, параллепипедом, цилиндром или правильной призмой. Количественные оценки степеней сложности приведены в таблице 3.

Таблица 3. Оценка степени сложности поковки

Степень сложности

Vп / Vф (Мп / Мф )

С1

св. 0,63

С2

св.0,32 до 0,63 вкл.

С3

Св. 0,16 до 0,32 вкл.

С4

до 0,16



Рисунок 5. Вписывание поковок в геометрические фигуры
Дополнительными критериями оценки сложности поковки являются геометрические соотношения элементов поковки, а при штамповке на горизонтально-ковочной машине (ГКМ) количество переходов.


Рисунок 6. К определению степени сложности С4

Степень сложности С4 устанавливается для поковок с тонкими элементами в виде дисков, фланцев, а также для поковок с тонким стержневым элементом согласно рис.6, если отношение t/D, t/L, t(D-d) не превышает 0,20 и t не более 25 мм, где: D - наибольший размер тонкого элемента, t - толщина тонкого элемента, L - длина тонкого элемента, d- диаметр элемента поковки, толщина которого превышает величину t.

При высадке на ГКМ степень сложности назначается в зависимости от количества переходов: не более чем за 2 перехода – С1, за 3 – С2, за 4 – С3, более чем за 4 перехода или при изготовлении на 2х машинах – С4.
класс точности поковок

Класс точности поковок устанавливается в зависимости от схемы штамповки, вида технологического процесса и оборудования согласно данных таблицы 4 .

Таблица 4 - Выбор класса точности поковок



пп

Основное оборудование

Технологические процессы

Т1

Т2

Т3

Т4

Т5

1

Кривошипные горячештамповочные прессы
















1,1

Открытая (облойная) штамповка










+

+

1.2

Закрытая штамповка




+

+







1.3

выдавливание







+

+




2

Горизонтально-ковочные машины










+

+

3

Прессы винтовые, гидравлические










+

+

4

Горячештамповочные автоматы




+

+







5

Штамповочные молота










+

+

6

Калибровка объемная

+

+










7

Прецизионная штамповка

(без окончательной обработки)

+













исходный индекс – условный показатель, учитывающий в обобщенном виде сумму конструктивных характеристик: расчетную массу поковки, группу стали, степень сложности и класс точности поковки, назначаемых по таблицам 1-4. Он служит для назначения основных припусков, допусков и допускаемых отклонений по таблице 5 .


    1. Припуски на механическую обработку

Припуск – слой металла на обрабатываемых поверхностях поковки, обеспечивающие после его удаления требуемую точность размеров детали и шероховатость ее поверхностей.

Припуски устанавливаются на все обрабатываемые поверхности детали. Его процедура заключается в построении эквидистанты к контуру сечения детали по поверхностям, имеющим механическую обработку. Припуск назначается на одну сторону ее номинального размера и состоит из основного и дополнительных припусков, включая отклонение формы поковки.

основные припуски

Основные припуски определяются в зависимости от исходного индекса, вида размеров и шероховатости поверхности детали (ГОСТ 2789-88) согласно таблицы 6. Для изготовления поковок по классу Т5 с применением пламенного нагрева заготовок допускается увеличение припуска: для поковок с массой до 3,2 кг – до 0,5 мм; 3,2-10 кг – до 0,8 мм; св. 10 кг – 1,0 мм.

Таблица 5. Определение исходного индекса поковки

Масса поковки, кг

Группа стали

Степень сложности

Класс точности поковки

Исходный




М1 М2 М3

С1 С2 С3 С4

Т1 Т2 Т3 Т4 Т5

индекс


До 0,5 включительно















































1















































Св. 0,5 до 1,0 


2















































 1,0 до 1,8 


3















































 1,8 до 3,2 


4















































 3,2 до 5,6 


5















































 5,6 до 10,0 


6















































 10,0 до 20,0 


7


















































8





















































9

















































Примеры














10




































































11

















































1. Поковка массой 0,5 кг, группа стали М1,


12

степень сложности С1, класс точности Т2.






















Исходный индекс - 3


13

















































2. Поковка массой 1,5 кг, группа стали М3,


14

степень сложности С2, класс точности Т1.






















Исходный индекс - 6.


15













































































16
















































































17
















































































18
















































































19
















































































20



















































Таблица 6 - Основные припуски на механическую обработку в миллиметрах



Исходный индекс

Толщина детали

До 25

25-40

40-63

Длина, ширина, диаметр

До 40

40-100

100-160

100 -

- 12,5



10 -

- 1,6



1,25 -

- 0



100 -

- 12,5



10 -

- 1,6



1,25 -

- 0



100 -

- 12,5



10 -

- 1,6



1,25 -

- 0



1

0,4

0,6

0,7

0,4

0,6

0,7

0,5

0,6

0,7

2

0,4

0,6

0,7

0,5

0,6

0,7

0,6

0,8

0,9

3

0,5

0,6

0,7

0,6

0,8

0,9

0,6

0,8

0,9

4

0,6

0,8

0,9

0,6

0,8

0,9

0,7

0,9

1,0

5

0,6

0,8

0,9

0,7

0,9

1,0

0,8

1,0

1,1

6

0,7

0,9

1,0

0,8

1,0

1,1

0,9

1,1

1,2

7

0,8

1,0

1,1

0,9

1,1

1,2

1,0

1,3

1,4

8

0,9

1,1

1,2

1,0

1,3

1,4

1,1

1,4

1,5

9

1,0

1,3

1,4

1,1

1,4

1,5

1,2

1,5

1,6

10

1,1

1,4

1,5

1,2

1,5

1,6

1,3

1,6

1,8

11

1,2

1,5

1,6

1,3

1,6

1,8

1,4

1,7

1,9

12

1,3

1,6

1,8

1,4

1,7

1,4

1,5

1,8

2,0

13

1,4

1,7

1,4

1,5

1,8

2,0

1,7

2,0

2,2

14

1,5

1,8

2,0

1,7

2,0

2,2

1,9

2,3

2,5

15

1,7

2,0

2,2

1,9

2,3

2,5

2,0

2,5

2,7

16

1,9

2,3

2,5

2,0

2,5

2,7

2,2

2,7

3,0

17

2,0

2,5

2,7

2,2

2,7

3,0

2,4

3,0

3,3

18

2,2

2,7

3,0

2,4

3,0

3,3

2,6

3,2

3,5

19

2,4

3,0

3,3

2,6

3,2

3,5

2,8

3,5

3,8

20

2,6

3,2

3,5

2,8

3,5

3,8

3,0

3,3

4,1


Продолжение таблицы 6. Основные припуски на механическую обработку в миллиметрах



Исходный индекс

Толщина детали

63-100

100-60

160-250

Длина, ширина, диаметр

160-250

250-400

400-630

100 -

- 12,5



10 -

- 1,6



1,25 -

- 0



100 -

- 12,5



10 -

- 1,6



1,25 -

- 0



100 -

- 12,5



10 -

- 1,6



1,25 -

- 0



1

0,6

0,8

0,9

0,6

0,8

0,9

-

-

-

2

0,6

0,8

0,9

0,7

0,9

1,0

0.8

1,0

1,1

3

0,7

0,9

1,0

0.8

1,0

1,1

0,9

1,1

1,2

4

0.8

1,0

1,1

0,9

1,1

1,2

1,0

1,3

1,4

5

0,9

1,1

1,2

1,0

1,3

1,4

1,1

1,4

1,5

6

1,0

1,3

1,4

1,1

1,4

1,5

1,2

1,5

1,6

7

1,1

1,4

1,5

1,2

1,5

1,6

1,3

1,6

1,8

8

1,2

1,5

1,6

1,3

1,6

1,8

1,4

1,7

1,9

9

1,3

1,6

1,8

1,4

1,7

1,9

1,5

1,8

2,0

10

1,4

1,7

1,9

1,5

1,8

2,0

1,7

2,0

2,2

11

1,5

1,8

2,0

1,7

2,0

2,2

1,9

2,3

2,5

12

1,7

2,0

2,2

1,9

2,3

2,5

2,0

2,5

2,7

13

1,9

2,3

2,5

2,0

2,5

2,7

2,2

2,7

3,0

14

2,0

2,5

2,7

2,2

2,7

3,0

2,4

3,0

3,3

15

2,2

2,7

3,0

2,4

3,0

3,3

2,6

3,2

3,5

16

2,4

3,0

3,3

2,6

3,2

3,5

2,8

3,5

3,8

17

2,6

3,2

3,5

2,8

3,5

3,8

3,0

3,8

3,1

18

2,8

3,5

3,8

3,0

3,8

3,1

3,4

4,3

4,7

19

3,0

3,8

3,1

3,4

4,3

4,7

3,7

4,7

5,1

20

3,4

4,3

4,7

3,7

4,7

5,1

4,1

5,1

5,6


  1   2   3


Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации