1. Анализ конструкции детали и выбор способа получения поковки.

Деталь (рис 1.), подлежащая изготовлению, представляет собой ступицу.

Материал детали – Сталь 35 ГОСТ 1050-88.

Производство серийное.

В качестве заготовки используем поковку, штампуемую на кривошипном горячештамповочном прессе - выдавливание.

Нагрев заготовок индукционный.

На рис.1 даны лишь те размеры и некоторые параметры детали, которые будут необходимы при конструировании поковки и разработке графического документа (чертежа) на нее.

Рисунок 1. Деталь «Ступица»

2. Определение массы детали.

Для установления хотя бы приблизительной массы детали необходимо знать ее объем . Для этого деталь нужно разбить на отдельные геометрические простые части (рис. 2). Для рассматриваемой двухрядной звездочки такими элементарными частями будут цилиндры 1,2,3 и усеченный конус 4.

Рисунок 2. Расчетный эскиз детали «Ступица»

2.1 Цилиндр 1. Наружный диаметр , высота цилиндра примем . Тогда объем цилиндра 1

2.2 Цилиндр 2. Наружный диаметр , высота цилиндра . Тогда объем цилиндра 2

2.3 Цилиндр 3. Наружный диаметр , высота цилиндра примем

Тогда объем цилиндра 3

2.4 Усеченный конус 4. Диаметр основания , диаметр , высота примем

Тогда объем кольца 1

Тогда объем детали

Масса детали ,

где плотность материала Сталь 20Х2Н4А ГОСТ 4543. тогда

3. Конструирование поковки.

Используем методику определения общих припусков, номинальных размеров поковки и допусков на них табличным методом в соответствии с ГОСТ 7505-89. Один из основных факторов, учитываемых при назначении припусков на обработку и допусков на размеры поковок является расчетная масса поковки ( ).

где - расчетный коэффициент /1, см. приложение 3/

тогда

Следовательно, рассматриваемая поковка относится к интервалу масс до 0.5 кг /1, табл.2/.

Поковки в зависимости от их конструктивных характеристик и материала разделяются на несколько категорий/1, табл.1/.

По точности изготовления поковка ступицы , получаемого на прессе, относится к классу Т4 /1, табл.19/.

По материалу (Сталь 35 ГОСТ 1050-88 с содержанием углерода ≤ 0.4%) поковка принадлежит к группе М2.

По конфигурации поверхности разъема штампа(плоская) поковка относится к категории “П”

Степень сложности поковки определяется величиной отношения массы (объема поковки) к массе (объему) геометрической фигуры, в которую вписывается поковка. При определении размеров описывающей поковку фигуры допускается допускается увеличивать в 1,05 раза линейные размеры детали, определяющие положение ее обработанных поверхностей /1/

В качестве описывающей фигуры – цилиндр с диаметром основания ; высота

тогда величина относится группе С2 /1, приложение 2/.

Отсюда исходный индекс корпуса – 14.

3. 2 Припуски на механическую обработку.

Установим допуски для размеров:

а) Основные припуски на обработку цилиндрических поверхностей ступицы

68 мм (Ra 10,0) – 1,7 мм;

50 мм (Ra 10,0)– 1,7 мм;

30 мм (Ra 10,0)– 1,7 мм;

20 мм (Ra 10,0)– 1,7 мм;

б) Основные припуски на обработку торцов поковки в размер:

4 (Ra 10,0)– 1,6 мм;

4 (Ra 10,0)– 1,6 мм;

12 (Ra 10,0)– 1,6 мм;

в) Дополнительные припуски учитывающие отклонение от плоскостности 0.3 мм /4, табл 4/

г) Смещение от поверхности разъема штампа – 0,3 мм /4, табл 4/

д) Штамповочный уклон /4, табл 8/

на наружной поверхности не более 7 град – примем 4 град.

на внутренней поверхности не более 10 град – примем 5 град.

3. 3 Определение номинальных размеров поковки.

Определение номинальных размеров поковки производится по размерам готовой детали (рис. 1) Округляем линейные размеры поковки с точностью до 0.5 мм.

Диаметральные размеры поковки:

а) Номинальный диаметр детали D₅

мм

б) Минимальный диаметр детали D₂

мм

в) Диаметр D₃

мм

в) Диаметр D₁

мм

Линейные размеры поковки:

мм

мм

мм

Рис. 3 Расчетный эскиз поковки.

Толщина обычной плоской перемычки, образующейся при прошивке в полости под отверстие, определяется по эмпирической формуле /1, с. 154/

где тогда

3. 4 Определение допусков на размеры поковки.

Допуск размера не указанный на чертеже поковки, увеличивается в 1,5 раза по сравнению с допуском на этот размер.

72 ;

54 ;

34 ;

16 ;

; ;

4 Расчет исходной заготовки под штамповку.

В качестве исходной заготовки предусматривается использование штучной заготовки из проката обычной точности /13/.

В общем случае исходной заготовки /3. с.341/

,

где К- коэффициент учитывающий угар металла;

- Объем поковки;

- Объем перемычки;

- Объем облоя;

При индукционном нагреве

4.1 Определение объема поковки.

2.1 Цилиндр 1. Наружный диаметр , высота цилиндра примем . Тогда объем цилиндра 1

2.2 Цилиндр 2. Наружный диаметр , высота цилиндра . Тогда объем цилиндра 2

2.3 Цилиндр 3. Наружный диаметр , высота цилиндра примем

Тогда объем цилиндра 3

2.4 Усеченный конус 4. Диаметр основания , диаметр , высота примем

Тогда объем усеченного конуса 4.

Тогда объем детали

Масса детали ,

где плотность материала Сталь 20Х2Н4А ГОСТ 4543. тогда

Таким образом, расчет подтвердил, что выбор интервала масс до 0.63 кг был сделан правильно.

4.2 Определение объема и массы перемычки.

Объем перемычки также определяется по эскизу поковки (рис 3).

тогда масса перемычки

5. Определение массы падающих частей молота.

Масса падающих частей молота при штамповке заготовки.

где мм – диаметр заготовки.

кг/мм² - предел прочности деформируемого материала при температуре окончания штамповки /1, с.56./