Проектирование штампованных поковок, получаемых на молотах и КГШП

Федеральное агентство по образованию

ГОУ ВПО

Уфимский Государственный Авиационный Технический Университет

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Проектирование штампованных поковок, получаемых на молотах и  КГШП

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                   Выполнил: студент группы МА-278

Галиахметов Н. Р.

 

Проверил: Соловьев П. В.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Уфа 2014

 

Задание

Научиться проектировать штамповочные поковки, получаемы на молотах и КГШП. Овладеть методами расчета размеров поковки и исходной заготовки. Изучить ГОСТы, регламентирующие припуски, допуски, напуски при штамповке и устанавливающие правила выполнения чертежей поковок, содержание основных технических требований.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Произведем проектирование и расчет поковки для детали «маховичок». Исходные данные по детали:

• материал – сталь 40ХН ГОСТ 4543-71;
• штамповочное оборудование – КГШП;
• штамповка - открытая.

1. РАСЧЕТ  ПОКОВКИ

1.1 Определение  массы поковки

Первоначально при назначении припусков определяется ориентировочная величина массы поковки Мп по формуле:

Мп = Мд×кр,

где Мп - расчетная масса поковки, кг;

Мд - масса детали, кг;

кр - расчетный коэффициент, устанавливаемый в зависимости от конфигурации поковки, кр = 1,4…1,8. Примем кр = 1,5.

Масса детали определяется по формуле

Мд = Vд×p,

где Vд - объем детали, г/см3;

p - плотность материала, г/см3, для стали 40ХН p = 7,82 г/см3.

Найдем объем фигуры

Vф =

Получим

Vф = =663,325 см3

Объем и массу детали подсчитаем в программе КОМПАС, спроектировав 3D модель данной детали и обозначив материал из которого он будет изготовлен (рис. 1).

Тогда получим:

Масса детали

Мд=3,0кг

 

Таким образом, масса поковки будет

 

Мп=3,0·1,5=4,5кг;

Обьем детали

Vд=384,845 см3;

 

1.2 Определение степени сложности поковки Кс

Степень сложности определяется по формуле

Кс = Mп / Mфиг,

где Mфиг - масса фигуры поковки. Таким образом:    

Mфиг =Vфиг× p = 663,325 × 7.82 = 5187,2015г = 5,187кг;

Кс = 4,5/ 5,187 = 0,86.

По значению коэффициента Кс для поковок определяется степень их сложности. Таким образом, данной поковке соответствует степень сложности С1

 

1.3 Определение  группы стали

При определении группы стали исходят из среднего массового содержания углерода и других легирующих элементов. Так как сталь 40ХН содержит углерода 0,4 %,  она относится ко второй группе М2.

 

1.4 Определение  класса точности поковки

По точности изготовления стальные поковки, согласно ГОСТ 7505 - 89 делятся на 5 классов. Класс точности поковки назначается в зависимости от технологического процесса и оборудования, на котором осуществляется этот процесс. По ГОСТ 7505-89 при открытой штамповке на КГШП точности Т4 и Т5. Примем класс точности Т4.

1.5 Определение  исходного индекса

Исходный индекс определяется в зависимости от массы, марки стали, степени сложности и класса точности поковки и используется для последующего назначения основных припусков, допусков и допускаемых отклонений. Данная поковка имеет исходный индекс 11

1.6 Назначение  основных припусков и допусков

Основные припуски на механическую обработку поковок устанавливаются в зависимости от исходного индекса, линейных размеров и шероховатости поверхности детали.

Определим основные припуски и занесём значения в таблицу 1.

Допуски и допускаемые отклонения линейных размеров поковки назначаются в зависимости от исходного индекса и размеров поковки. Найдем значения допусков и занесём в таблицу 1.

 

 

 

 

Таблица 1

№ п/п	Размер детали, мм	Шероховатость детали Ra, мкм	Основной припуск, Zосн	Дополнительный припуск, Zдоп	Суммарный припуск Z	Размеры поковки, мм	Допуск на размер поковки
Диаметральные размеры
1	∅130	5	1,7	0,3	2,0	134,0	+1,4 -0,8
2	∅100	5	1,6	0,3	1,9	96,2	+1,3 -0,7
3	∅30	2,5	1,5	0,3	1,8	26,4	+1,1 -0,5
Длиновые (высотные) размеры
1	50	5	1,6	0,3	1,9	53,8	+1,3 -0,7
2	30	5	1,5	0,3	1,8	33,6	+1,1 -0,5

 

 

1.7 Назначение  штамповочных уклонов и радиусов  закругления

Для облегчения извлечения поковки из ручья на все поверхности, перпендикулярные  плоскости разъема, назначаются штамповочные уклоны. Штамповочные уклоны назначаются по ГОСТ 7505-89 на все вертикальные поверхности поковки. Поэтому, в соответствие с ГОСТ 7505-89, при штамповке в открытых штампах с использованием КГШП, выбираем внешние штамповочные уклоны - 50, внутренние штамповочные уклоны - 70.

Значения радиусов закруглений устанавливаются в соответствие с ГОСТ 7505-89 в зависимости от массы поковки и глубины ручья. В нашем случае: внешние радиусы закруглений Rнар=2,5 мм, внутренние радиусы закруглений Rвн=7,5 мм

 

1.8 Проектирование  углублений и отверстий

Для нашего случая выбираем углубление (наметку) с плоской перемычкой. Наибольший диаметр вычислим по формуле:

dосн=Дд-2Zном,

dосн= 30-2·1.8=26,4 мм.

Толщина плоской перемычки может быть определена по следующей формуле

S= 0.45,

S= 0.45= 4.27мм.

 

Радиус закругления у перемычки определяется по формуле

r= Rвн + 0,1hв + 0,2 ,

r= 7,5 + 0.1 Ĥ 16 + 2= 11.1мм.

Диаметр прошиваемого отверстия наметки dотв выбирается меньше требуемого диаметра отверстия детали Дд с учетом припуска на механическую обработку Zном и радиуса закругления у перемычки  r, штамповочного уклона β и высоты наметки hв:

dотв = dосн- 2((hв-S/2)tgβ + r),

тогда

dотв = 26,4- 2((16-4,27/2)tg7 + 11,1) = 0,8мм.

Наименьший диаметр наметки d0 во внутренней полости штампа:

d0= dотв + 2r,

d0= 0,8 + 2·11,1=23мм.

Дд≥HП≥30мм, последующая прошивка перемычки производится.

 

2. Расчет размеров  исходной заготовки для штампованной  поковки

Рассчитаем объем Vп через Мп

Vп=

Тогда

Vп==545,5 см3

 

Для определения объема исходной заготовки необходимо рассчитать материал, идущий на отходы в виде  угара, облоя, перемычки и  клещевины.

 

Отход на угар определяем по формуле

Vуг = Куг · Vп/100,

приняв  Куг = 1

 

 

Vуг = (1∙545,5)/100 = 5,45 см3.

Для расчета отхода на облой определяем:

1. Площадь поковки в плане

Sпп= π R2= 3,14∙6,52 = 132,7 см2;

2.По формуле

,

вычисляем толщину облоя 

3.По формуле

Fм=вo·ho

вычисляем площадь поперечного сечения мостика облойной канавки, определив по табл. 9 ширину  мостика b0 = 10 мм и зная h0: 

 

 

Fм = 0,173 ∙ 0,9 = 0,156 см2;

4.По формуле

Fоб = z· Fм

вычисляем площадь облоя, выбрав коэффициент заполнения для несложной поковки (группы С1) z = 1,5:

Fоб  = 1,5∙ 0,156 = 0,234 см2;

5.Рассчитаем периметр поковки П по ее наружному диаметру (134 мм):

П = π D = 3,14 ∙ 13.4 = 42,08  см.

Объем облоя, рассчитанный  по формуле

Vоб=Fоб·П

по известным площади облоя Fоб и периметру П составит:

Vоб = 0,234 ∙ 42,08 = 9,84 см3.

Вычислим отход на прошиваемую перемычку при диаметре прошиваемого отверстия

dотв = 0,8 мм и толщине перемычки s = 4,27 мм: 

Vпер =  π ·(0,08/2)2·0,427 = 0,00214 см3.

Для поковок, получаемых деформированием в торец, клещевина отсутствует, т. е. Vкл = 0.

 

Объем исходной прутковой заготовки  Vисх вычисляем по формуле:

Vисх = Vп + Vуг + Vоб + Vпер + Vкл

Vисх= 545,5+5,45+9,84+0,00214= 560,8 см3.

Диаметр исходной заготовки определяем по формуле

Для этого коэффициент устойчивости выбираем К= 2.

По ГОСТ 2590-88 ближайшее большее значение диаметра  прутка составляет 65 мм. Для данного диаметра сечение прутка составляет S = 31,17 см2.

Длина исходной заготовки определяется как отношение  объема поковки  на ее сечение:

L ис. заг. = 560,8/33,18 = 169 мм.

Проверяем величину коэффициента устойчивости:  

К = Нзаг/Dзаг= 169/65 = 2,6.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание

Задание………………………………………..………………………..………………………..………………………..………………………..……………………………..

Чертеж………………………………………..………………………..………………………..………………………..………………………..…………………………..…….

1. РАСЧЕТ ПОКОВКИ…………………………………………………………………………………………………………………………….………………………….......

      1.1 Определение массы поковки…………………………………………………………………………………………...……………………….

       1.2 Определение степени сложности  поковки Кс ……………………………………………………………………………..

       1.3 Определение группы стали……………………………………………………………………………………………………………………..

       1.4 Определение класса точности  поковки…………………………………………………………………………………………

       1.5 Определение исходного индекса…………………………………………………………………………………………………………

       1.6 Назначение основных припусков  и допусков……………………………………………………………………...……..

       1.7 Назначение штамповочных уклонов  и радиусов закругления…………………….………..………..

       1.8 Проектирование углублений и  отверстий………………………………………….………………………….……….........

2. Расчет облоя  и проверка условия устойчивости...............................................................................................................