Нагрев заготовок

Расчеты показали, что для нагрева заготовки весом 60 кг до 1200 ⁰С требуется 46 МДж теплоты и примерно 16 мин времени, а для заготовки весом 90 кг – около 70 МДж теплоты и примерно 24 мин времени (рисунок 4.9).

Рисунок 4.9 – Закономерности нагрева заготовок массой 60 кг и 90 кг в печи при температуре 1200 ⁰С

Ковка на молоте

Обоснуем выбор молота для ковки заготовки (рисунок 4.10).

Рисунок 4.10 – Схема ковки с высадкой фланца и наметкой полости в подкладном штампе с фигурным бойком

Работа деформации при осадке и высадке рассчитывается по формуле

.

При прошивке полости работа деформации определяется следующим образом:

Работа осесимметричного сдвига на угол 25⁰, соответствующего деформации , определяется следующим образом:

Итого полная работа деформирования соответствует 1508 кДж.

Примем, что вся работа деформирования производится за n = 10 ударов молота. То есть за 1 удар молота должна быть произведена работа:

Потенциальная энергия падающих частей молота при к.п.д.

Масса падающих частей

То есть необходим 10-тонный молот.

Прошивка отверстия на прессе

Рисунок 4.11 – Схема прошивки отверстия на кривошипном горячештамповочном прессе

При температуре 900 ⁰С предел текучести , масштабный фактор , коэффициент динамичности К = 2.

Следовательно,

Расчеты показывают, что для D = 260 мм и d = 202 мм .

При этом давление на основание прошивня будет:

Учтем трение о боковые поверхности прошивня и матрицы:

Итого .

Выбираем пресс с усилием не менее 30 МН. При этом работа деформирования на пути S = 0,21 м:

Сверление и зенкерование заготовок

Рисунок 4.12 – Схема сверления отверстия в заготовке на вертикально-сверлильном станке

Рисунок 4.13 – Схема компоновки вертикально-сверлильного станка

Сверление и зенкерование производится на вертикально-сверлильном станке, растачивание отверстия - на–токарно-карусельном станке (рисунок 4.13).

Рисунок 4.14 – Геометрические параметры спирального сверла

Для обеспечения достаточно высокой стойкости сверл рациональная температура должна быть меньше предельной температуры, допускаемой теплостойкостью быстрорежущей стали и равной примерно 600 ⁰С. Выберем в качестве рациональной температуры 500 ⁰С. При сверлении с достаточно толстыми срезами ( ) температура передней поверхности выше, чем задней (рисунок 4.15).

Рисунок 4.15 – Влияние скорости резания на температуру сверления стали 45 сверлом Р6М5, s = 0,5 мм/об

Рисунок 4.16 – Схема зенкерования отверстия в заготовке на вертикально-сверлильном станке

Рациональная температура передней поверхности для твердосплавных зенкеров может быть выбрана около 800 ⁰С (рисунок 4.17).

Рисунок 4.17 – Влияние скорости резания на температуру при зенкеровании стали 45 зенкером Z = 3, Т5К10, s = 1 мм/об

Таблица 4.4 – Режимы резания и параметры режущего инструмента при сверлении и зенкеровании

Обозначение операции	Режим резания
	D мм	t мм	z	Sz мм/зуб	Sz мм/зуб	n об/мин	v м/мин	Sм мм/мин	φ0	L мм	Tм мин
Оп. 50 сверление	Сверло Р6М5 диаметром 40 мм
	40	20	2	0,5	0,25	100	13	50	60	140	2,8
Зенкерование	Зенкер Т5К10, z=3, D=60 мм
	60	10	3	1	0,33	250	47	250	60	140	0,6
Зенкерование	Зенкер Т5К10, z=3, D=80 мм
	80	10	3	1	0,33	200	50	200	60	140	0,7
Зенкерование	Зенкер Т5К10, z=3, D=100 мм
	100	10	3	1	0,33	160	50	160	60	140	0,9