Выбор и расчёт размеров заготовки

В серийном производстве к числу основных малоотходных методов изготовления заготовок валов относятся горячая объемная штамповка.

Способ – горячая объемная штамповка - наиболее широко распространен для получения качественных заготовок.

Горячей объемной штамповкой получают заготовки для ответственных деталей автомобилей тракторов, железнодорожных вагонов, самолетов, металлообрабатывающих станков и т.д. этот способ штамповки наиболее эффективен при серийном производстве.

В зависимости от оборудования имеются следующие виды объемной штамповки: на штамповочных паро-воздушных молотах двойного действия, кривошипных горячештамповочных прессах, горизонтально-ковочных машинах, гидравлических прессах, высокоскоростных молотах, и на специальных машинах.

В зависимости от типа штампа штамповка подразделяется на следующие виды: в открытых штампах, закрытых штампах и в штампах для выдавливания.

В данном случае выбираем штамповку в открытых штампах.

Штамповка в открытых штампах характеризуется тем, что штамп в процессе деформирования остается открытым, при этом образуется заусенец для компенсации колебаний заготовок по массе. Штамповка имеет преимущества в прочности и надежности.

1.4.1 Обоснование метода получения заготовки

Применяемое оборудование – кривошипный горячештамповочный пресс, процесс обеспечивает горизонтальное расположение волокон материала, имеет преимущества:

– повышенная точность и повышенная производительность;

– сокращение расхода металла благодаря уменьшению напусков и штамповочных уклонов;

– улучшение санитарно – гигиенических условий работы.

     Материал сталь 45 Масса детали 14,2кг.

Масса поковки (расчетная) – расчетный коэффициент К_р = 1,4                              14,2´1,4 = 19,88кг. Количество переходов – 3  [1, прил. 1,3, с. 8, 28, 29, 31]    Класс точности – Т3; Группа стали – М2; Степень сложности – С2                                                                              

Конфигурация поверхности разъема штампа - П (плоская) 4 [1, табл.1, с. 8]

Исходный индекс – 13                                                        4 [1, табл. 2, с. 10]

 

1.4.2 Расчёт размеров заготовки

Припуски и кузнечные напуски.                             [1, табл. 3, 4, 5 с. 12 – 14]

  Основные припуски на размеры, мм:

1,8– диаметр 68 и параметр шероховатости Rа 3,2   

1,8 – диаметр 70 и параметр шероховатости Rа 3,2  

2,0 – диаметр 80 и параметр шероховатости Rа 3,2     

1,8 – диаметр 95 и параметр шероховатости Rа 3,2     

2,0 – диаметр 122  и параметр шероховатости Rа 3,2    

2,5 – длина 380 и параметр шероховатости Rа 6,3  

1,8 – глубина 100 и параметр шероховатости Rа 3,2   

1,8 – высота 66 и параметр шероховатости Rа 3,2   

1,7 – ширина  24 и параметр шероховатости Rа 3,2   

1,7 – глубина 20 и параметр шероховатости Rа 6,3.

Дополнительные припуски, учитывающие: смещение по поверхности разъёма штампа – 0,4мм. отклонение от прямолинейности – 0,6мм.

2. Размеры поковки и их допускаемые отклонения.

диаметр 68 + (1,8+0,4+0,6)´2= 73,6; принимаем 74мм.   Припуск – 3,0мм.

 диаметр 70 + (1,8+0,4+0,6)´2= 75,6; принимаем 76мм. Припуск – 3,0мм.

диаметр 80 + (2,0+0,4+0,6)´2= 86,0; принимаем 86мм.  Припуск – 3,0мм. 

диаметр 95 + (1,8+0,6)´2= 99,8; принимаем 100мм.       Припуск – 2,5мм. 

диаметр 122 + (2,0+0,4)´2= 126,8; принимаем 127мм.   Припуск – 2,5мм. 

длина 380+(2,5 + 0,4) ´ 2 =385,8; принимаем 386мм.    Припуск – 3,0мм.

глубина 100 + 3,0 – 2,5 =100,5; принимаем 100мм        Припуск – 3,0 мм.

высота 66 + 3,0 - (1,8 + 0,4) = 65,8; принимаем 66мм.   Припуск – 3,0 мм.

ширина 24+ (1,7 + 0,4) ´2 =28,2; принимаем 29мм.       Припуск – 2,5 мм.

глубина 20 + 3,0 - (1,7+ 0,4) =20,8; принимаем 20мм.   Припуск – 3,0 мм.

 Допускаемые отклонения размеров, мм:                            [1, табл. 8, с. 17]

Æ 127 Æ100 Æ86 Æ76 Æ74   

L 386 H 100   H 66 H 20 B 29   

2.2. Радиус закругления наружных углов – 2⁺¹мм.        [1, табл. 7, 17 с. 15, 28]

2.3. Допускаемая величина смещения по пов разъёма штампа не более 0,8мм.                                                                                        

2.4 Штамповочные уклоны до 5°.                                      [1, табл. 18 с. 26]

2.5. Отклонение от прямолинейности не более 1,0мм.       [1, табл. 13 с. 23]

2.6. Допускаемая величина остаточного облоя не более 1,0мм.                                                                                                          

2.7. Допускаемая величина высоты заусенца не более 5,0мм.                                                                                                       

2.8. Допускается поверхностные дефекты глубиной 50% фактического одностороннего припуска на механическую обработку.

 Рисунок 1 – Эскиз заготовки – штамповки

1.4.3. Расчет коэффициента использования металла (КИМ)

  

где:   14,2кг – вес детали, , – вес заготовки,

, åV – объём заготовки, 

 удельная плотность стали.

Объем исходной заготовки:  

     

                 

 

   

Заготовка имеет оптимальную форму и размеры.

С целью придания деталям необходимых механических, физико-химических или технологических свойств для снятия остаточных напряжений их подвергают термической обработке - нормализации.

После нормализации штамповки очищают от окалины. Снятие окалины необходимо для выявления возможных поверхностных пороков штамповки, облегчения последующей механической обработки и придания  товарного вида.