Разработка поковки детали типа стакан. Свободная ковка

Топор.cdw

Размеры для справок.
Маркировать обозначение ударным способом ручными клеймами
высотой шрифта 10 16 мм

Вкладыш.cdw

Размеры для справок.
Маркировать обозначение ударным способом ручными клеймами
высотой шрифта 10 16 мм

Наделка.cdw

Размеры для справок.
Маркировать обозначение ударным способом ручными клеймами
высотой шрифта 10 16 мм

Чертеж детали Стакан Версия 1.cdw

Неуказанные предельные отклонения размеров: H14
Маркировать по РД.24.854.01-89.

Прошивень.cdw

Размеры для справок.
Маркировать обозначение ударным способом ручными клеймами
высотой шрифта 10 16 мм

Технологические переходы.cdw

Временное сопротивление
Относительное удлинение
Относительное сужение
Осадить и прошить отверстие
Технологические переходы
разрубить заготовоку"

курсовой.doc

Введение. Преимущества и недостатки свободной ковки.2
1. Операции свободной ковки применяемые при изготовлении
2. Характеристика исходного материала: ГОСТ химический состав
механические свойства режимы термообработки.5
1. Составление чертежа поковки; расчет массы поковки;
2.Разработка технологических операций ковки.7
3.Расчет энергосиловых параметров. Выбор оборудования
4 Расчет термического режима ковки13
Технико-экономические показатели.
1. Расчет часовой производительности.16
Список использованной литературы17
Технологические переходы изготовления поковки.
Технологический инструмент оснастка.
Преимущества и недостатки процесса свободной ковки.
Ковка является одним из способов обработки металлов давлением. Процесс ковки обычно состоит из ряда чередующихся операций при которых формоизменение исходной заготовки происходит в результате свободного течения металла в стороны перпендикулярные движению деформирующего инструмента (по этой причине ковку часто называют свободной ковкой). В качестве инструмента применяют плоские или фигурные (вырезные бойки) а также различный прикладной инструмент.
Свободной ковкой можно изготовлять поковки различной массы — от нескольких граммов до сотен тони. В основном свободная ковка применяется в индивидуальном и мелкосерийном производстве.
Большое разнообразие поковок единичного и мелкосерийного производства обуславливает применение универсального инструмента определенный набор которого обеспечивает изготовление поковок всевозможной формы и размеров. В качестве универсальных машин-орудий для ковки применяют ковочные приводные пневматические молоты ковочные паровоздушные молоты и ковочные гидравлические прессы. На прессах куют преимущественно крупные слитки а на молотах мелкие слитки и катаные профили (болванки и прутки) кованные поковки отличаются высоким качеством металла но имеют только приближенную к деталям форму.
Процесс ковки состоит из чередования в определенной последовательности основных и вспомогательных операций. К основным операциям относятся: осадка протяжка прошивка отрубка гибка скручивание.
Осадка- операция при которой высота заготовки уменьшается а площадь поперечного сечения увеличивается. Разновидностью осадки является высадка при которой металл осаживается только на части длины заготовки.
Протяжка- операция удлинения заготовки или ее части за счет уменьшения площади поперечного сечения. Протяжкой получают поковки с удлиненной осью - валы рычаги тяги и т. п. Разновидностями протяжки являются:разгонка- операция увеличения ширины части заготовки за счет уменьшения ее толщиныпротяжка с оправкой- операция увеличения длины пустотелой заготовки за счет уменьшения толщины ее стенок.
Раскатка - операция одновременного увеличения наружного и внутреннего диаметров кольцевой заготовки за счет уменьшения толщины ее стенок.
Прошивка- операция получения полостей в заготовке за счет вытеснения металла. Прошивкой можно получить сквозное отверстие или углубление (глухая прошивка). Инструментом для прошивки являютсяпрошивни сплошные и пустотелые; последними прошивают отверстия большого диаметра (400-900 мм). При сквозной прошивке тонких поковок применяютподкладные кольца. Более толстые поковки прошиваются с двух сторон без подкладного кольца.
Отрубка- операция при которой заготовки разделяют или только подразделяют(надрубка)на части путем внедрения деформирующего инструмента -топора. Отрубку применяют для получения мерных заготовок для удаления излишков металла на концах поковок или при удалении донной и прибыльной частей слитка а также при ковке фигурных поковок.
Гибка- операция придания заготовке изогнутой формы по заданному контуру. Этой операцией получают угольники скобы крючки кронштейны и т. п.
Скручивание- операция при которой часть заготовки поворачивается вокруг продольной оси. При скручивании одну часть заготовки зажимают между бойками другую разворачивают с помощью приспособлений - воротков ключей лебедок вилок. Скручивание применяют при изготовлении коленчатых валов сверл и т. п.
При относительно низком коэффициенте использования металла и невысокой по сравнению со штамповкой производительностью труда свободная ковка имеет следующие достоинства:
) Высокое качество металла поковок по сравнению с отливками.
) Возможность получать крупные поковки изготовление которых другими способами невозможно или не целесообразно.
) Для изготовления поковок используются прессы и молоты сравнительно небольшой мощности т. к. поковки куются по частям.
) Использование универсального оборудования и инструмента позволяет получать поковки с минимальными затратами что в единичном и мелкосерийном производстве является экономически выгодным.
Свободная ковка имеет также недостатки:
) Низкая производительность по сравнению со штамповкой.
) Большие напуски и припуски на поковках приводят к большому расходу металла и высокой трудоемкости последующей механической обработки.
1 Операции свободной ковки применяемые при изготовлении данной поковки.
При изготовлении данной поковки применяются следующие операции свободной ковки: биллетировка осадка прошивка и раскатка.
Биллетировка — операция при которой осуществляется обжатие ребер слитка для придания ему формы тела вращения. В результате биллетровки уничтожают ребра и конусность слитка при этом повышается пластичность поверхностного слоя металла.
Отрубка — операция при которой заготовки разделяют на части путем внедрения деформирующего инструмента — топора. Отрубку применяют для получения мерных заготовок для удаления излишков металла на концах поковок или при удалении донной и прибыльной частей слитка а также при ковке фигурных поковок.
Осадка — операция при которой высота заготовки уменьшается а площадь поперечного сечения увеличивается. Осадку применяют: в качестве предварительной операции при изготовлении широких круглых поковок типа барабанов колес и колец; в качестве предварительной операции для удаления окалины и получения более однородных механических свойств в продольном и поперечном направлениях; для улучшения качества поковок с большими поперечными сечениями повышения их механических свойств.
Прошивка — операция получения полостей в заготовке за счет вытеснения металла — применяется при изготовлении поковок с осевым отверстием. Основным инструментом при прошивке является сплошной или пустотелый прошивень. Внедрение сплошного прошивня в заготовку сопровождается изменением ее формы. Изготовлении данной поковки производится сплошным прошивнем.
Раскатка - операция одновременного увеличения наружного и внутреннего диаметров прошитой заготовки за счет уменьшения толщины ее стенок. Эту операцию применяют при изготовлении поковок типа колец зубчатых венцов бандажей различных обечаек и других деталей с тонкими стенками и большими отверстиями.
2 Характеристика исходного материала: ГОСТ химический состав механические свойства режимы термообработки.
Данная поковка изготавливается из стали 12Х18Н10Т - нержавеющая титаносодержащая сталь аустенитного класса. Химический состав регламентирован ГОСТ 5632-72 нержавеющих сталей аустенитного класса. Преимущества: высокая пластичность и ударная вязкость.
Химический состав в %
(5 С - 0.8) Ti остальное Fe
Механические свойства при Т=20oС
Закалка 1050 - 1100oC вода
Закалка 1050 - 1080oCОхлаждение вода
Закалка 1020 - 1100oCОхлаждение воздух
Закалка 1000 - 1080oCОхлаждение вода
Трубы холоднодеформированные
Трубы горячедеформированные
Число твердости не более 180НВ
где: - временное сопротивление
- относительное удлинение
— относительное сужение
KCU — ударная вязкость
1. Составление чертежа поковки; расчет массы поковки; выбор заготовки.
1.1Назначаем тип поковки по ГОСТ 7062-90; тип поковки — раскатное кольцо.
1.2Назначаем припуски допуски напуски.
Высота H=210+20=230+40±15=270±15
где 20 — припуск на отрубку поковки
Наружный диаметр D=1690+40±15=1730±15
Внутренний диаметр d=1540-40±15=1500±15
1.3 Определяем массу поковки.
для стали 12Х18Н10Т плотность ρ=7900
Для рационального использования металла слитка:
1.4По таблице слитков выбираем слиток 6 тонн.
1.5Подсчитываем коэффициент выхода годного.
2. Разработка технологических операций ковки.
По таблице слитков:
где по таблице слитков:
2.2 Разрубаем слиток на 2 части
где - масса заготовки без прибыльной и донной части
2.3Операции раскатки
Операции раскатки рассчитаем с конца т. к. размеры которые мы имеем — это размеры раскатанной поковки.
Вторая операция раскатки
- диаметр отверстия исходной заготовки
где - коэффициент укова
- наружный диаметр поковки после раскатки
- диаметр отверстия поковки после раскатки
- высота поковки после раскатки
- наружный диаметр исходной заготовки
- коэффициент уширения (по таблице)
- высота исходной заготовки
Первая операция раскатки.
по ГОСТ 7062-90 проверяем условие прошивки:
- максимальный диаметр прошиваемого отверстия
- отверстие прошивать можно
по таблице определяем диаметр прошивня:
- т.к. прошиваем отверстие
2.4Продолжительность операций
коэффициент на марку стали = 13
)Биллетировка и отрубка.
2 ч·13 = 0286 ч 03 ч = 18 мин
)Осадка и прошивка отверстия
1 ч·081·13 = 053 ч 05 ч = 30 мин
)раскатка отверстия до диаметра 900 мм
5 ч13 = 0325 ч 03 ч = 18 мин
7 ч13 = 048 ч 05 ч = 30 мин
3. Расчет энергосиловых параметров. Выбор оборудования инструмента.
3.1 Усилие при биллетировании
D=740 мм=074 м — конечный диаметр (диаметр биллета)
l=1380 мм=138 м — конечная длина (длина биллета)
3.2 Усилие при осадке
Н=013 м — высота после прошивки
D= 136 м — диаметр после прошивки
3.2 Усилие при прошивке отверстия диаметром 400 мм прошивнем 350 мм
D=136 м — диаметр заготовки
d=035 м — диаметр прошивня
Наиболее энергоемким является процесс осаживания заготовки следовательно усилие пресса выбираем при P=93 МН.
Усилие пресса Роб=93·12=112 МН — подходит пресс 15 МН максимальные размеры заготовки: H=120-500 мм
D=1730 мм — выбираем ближайший больший пресс усилием 30 МН
4. Расчет термического режима ковки
Температура в печи 1230° С
Температура слитка 650° С
Нагрев до температуры 1200° С
Относительная температура поверхности слитка:
Средний диаметр слитка равен диаметру биллета - 740 мм
по графикам: критерий Bi=45
Продолжительность нагрева слитка:
Относительная температура в центре
Температура в центре слитка:
) Охлаждение при биллетировании
Слиток массой m= 5 т нагрет до температуры 1200° С транспортируют 2 мин температура цеха 20° С
Критерий Фурье для транспортировки
по графикам : Bi=077
Температура слитка в момент начала биллетирования:
За период биллетирования критерий Фурье:
Суммарное значение критерия Фурье:
определяем по графикам: для Fo=0061 критерий Bi=128
Fo=0055 критерий Bi=128
Определяем температуру после биллетирования:
Относительная температура на поверхности и в центре слитка:
Неравномерность температуры по сечению в момент начала осадки:
Температура на поверхности и в центре слитка:
) Охлаждение при осадке и прошивке отверстия
по графикам определяем:
Температура в начальный момент:
Критерий Фурье для осадки
по графикам: для t=1094°C Bi=06
Определяем температуру после осадки
4.3 Общее время охлаждения
по графикам определяем:
Продолжительность охлаждения слитка до температуры 850°С:
1. Расчет часовой производительности.
- коэффициент использования оборудования по времени
— количество минут в часе
Q=6000 кг — масса слитка
- продолжительность операций мин
продолжительность таких операций как осадка прошивка и раскатка умножаем на 2 т.к. слиток на 2 поковки.
Список использованной литературы.
Технология кузнечно-штамповочного производства Я.М. Охрименко. Учебник для вузов. Издательство Машиностроение 1966 г.
Нагрев и охлаждение металла Н.М. Золотухин. Учебник для вузов. Издательство Машиностроение 1973 г. 192 с.
Теория и технология процессов ковки и прессования: Составление чертежа поковки и разработка технологии ковки: Учеб.-метод. пособие А.Г. Кобелев В.А. Тюрин М.А. Шаронов Ю.М. Антощенков. - М.: МИСиС 2002. -64с.