Министерство образования и науки Российской Федерации

ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Факультет автоматизации и роботизации машиностроения

Кафедра автоматизированного оборудования

машиностроительного производства

Курсовая работа

по дисциплине «Нагрев и нагревательные устройства»

Расчетно-пояснительная записка

Воронеж 2011

Содержание

Задание на курсовую работу……………………………………………………..3

1. Выбор температурного интервала ковки (штамповки)……………………...4

2. Определение размеров исходной заготовки………………………………….6

3. Выбор типоразмера основного технологического оборудования и

его ориентировочной производительности……………………………………..8

4. Выбор способа, режима нагрева и режима охлаждения заготовок………..10

5. Выбор режима термической обработки поковок…………………………...15

6. Выбор типа нагревательного устройства и определение его

основных параметров.…………………………………………………………..16

Список литературы………………………………………………………………19

Задание на курсовую работу по дисциплине «Нагрев и нагревательные устройства»

Выбрать нагревательное устройство в составе технологического комплекса ковки или горячей объемной штамповки на основе разработки режимов нагрева и охлаждения для указанного типоразмера основного технологического оборудования применительно к определенному типу производства в соответствии с заданными технологическими условиями.

Вариант №8

Кривошипный горячештамповочный пресс

Масса 9кг

Диаметр прутка/диаметр поковки - ? мм

Прутки круглого сечения

Группа сложного 3 (сложные поковки)

Среднелегированная сталь

(Марки: 20ХН, 40ХН, 50ХН, 34ХН1МА, 38ХГН, 12Н1М1Ф, 25ХГМ)

Массовое производство

Режим работы двухсменный

Задание выдано 25.02.2011

1. Выбор температурного интервала ковки (штамповки)

Температурный интервал ковки является одним из основных термомеханических параметров, без знания которого невозможна разработка технологического процесса ковки. Под термином «температурный интервал ковки» подразумевается максимальная температура нагрева металла в печи и температура окончания ковки поковки. Температурный интервал ковки имеет нижний и верхний приделы. Для одной и той же стали (сплава) температурные интервалы ковки и штамповки могут иметь разные значения. Объясняется это тем, что ковка производится за несколько ударов молота или ходов пресса, а штамповка на механических прессах или на автоматах (кроме молотов), как правило, за один ход. Тепловой эффект деформации и потеря тепла при ковке и штамповке разные.

Максимальная температура нагрева металла в печи перед ковкой, т. е. верхний предел температурный интервал ковки, не совпадает с температурой начала ковки, а всегда выше последний. Объясняется это тем, что при переносе металла из печи к кузнечному агрегату температура поверхностных слоев нагретого тела снижается из-за потери тепла излучением в окружающую среду, а также теплопроводностью через инструмент и конвективными потоками. Температура внутренних слоев массивных слитков и заготовок остается на том же уровне, что была в печи. Нижний предел температурного интервала ковки – это температура поверхности поковки в момент последнего хода пресса или удара молота.

Температурный интервал ковки зависит от химического состава стали (сплава), металлургической технологии, структуры (литая или деформированная), скорости деформирования (молот, пресс), степени деформирования (дробная или единичная, частная или суммарная), схемы напряденного состояния (осадка, протяжка, отрубка) и массы поковки.

Требуемая степень деформации или объем ковочных работ оказывают влияние на максимальную температуру нагрева.

Повышение температуры нагрева слитка перед ковкой и снижение температуры поверхности в конце ковки в сочетании с тепловым эффектом за счет работы деформации повышают градиент температур между поверхностью и осевой зоной. Благодаря этому увеличивается доля сжимающих напряжений, действующих на осевую зону в процессе протяжки.

Повышение температуры нагрева слитка способствует росту пластичности, интенсифицирует диффузионные процессы: гомогенизацию химического состава и структуры, рекристаллизацию и, как следствие, разупрочнение и «залечивание» дефектов.

Учитывая все выше перечисленное, следует различать допустимый и рациональный температурные интервалы ковки. Допустимый интервал является универсальной характеристикой данной стали (сплава) для обработки давлением. Н не зависит от размеров и формы поковки, процесса, операции, оборудования и др. Допустимый температурный интервал ковки устанавливают по результатам исследования на образцах механических свойств, а так же рекристаллизации металла, подлежащего деформации. Рациональный интервал устанавливают на основе допустимого интервала и опыта освоения технологического процесса изготовления конкретной поковки в конкретных условиях данного кузнечного цеха.

Температурные интервалы ковки для сплава 40ХН приведены в таблице 1.

Таблица 1

Сталь (сплав)	Максимальная температура нагрева металла перед ковкой		Минимальная температура окончания ковки
			Интенсивное сжатие		Проглаживание
	слиток	заготовка	слиток	заготовка	слиток	заготовка
40ХН	1220	1250	800	860	700	800