3 сем / лабы холодный цех / laba_5

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ПЕТРА ВЕЛИКОГО __________________ ИНСТИТУТ МАШИНОСТРОЕНИЯ, МАТЕРИАЛОВ И ТРАНСПОРТА Высшая школа машиностроения

Студент Гричачина А.А. (фамилия, и. о.) Институт ИММиТ Группа 3331505/10001 Работа принята________________________

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 5

Горячая объемная штамповка

Цель работы: знание устройства штампов для горячей объемной штамповки и основных требований к форме штампуемых изделий; умение выбора исходной заготовки и переходов штамповки для основных типов поковок; получение практических навыков штамповки.

1. Сущность, основные виды и назначение горячей объемной штамповки. Характерные типы поковок и последовательность их производства.

Объёмная штамповка – процесс обработки металлов давлением, при котором происходит принудительное перераспределение металла заготовки с заполнением полости инструмента (штампа). Полость штампа, которую заполняет металл, называют ручьем. Штамповку осуществляют на молотах, кривошипных горячештамповочных прессах (КГШП), горизонтально-ковочных машинах (ГКМ) и другом оборудовании. Исходные заготовки – сортовой прокат круглого и прямоугольного сечений. По сравнению с ковкой горячая объёмная штамповка имеет высокую производительность, позволяет получать поковки более сложной формы и с лучшим качеством поверхности. К недостаткам объёмной штамповки относят высокую стоимость инструмента и оборудования, ограничение изделий по форме и массе (обычно до 100 кг). Горячая объёмная штамповка широко применяется в серийном и массовом производстве деталей ответственного назначения.

Различают штамповку осаживанием, когда преобладает осадка заготовки, и выдавливанием. Выдавливанием получают изделия со стержнем постоянного поперечного сечения или полые заготовки типа стакана. Поковки с концевыми утолщениями можно получать высадкой на ГКМ и КГШП.

Штампованные поковки можно разделить на шесть типов:

1. Круглые в плане поковки.

2. Поковки удлинённой формы имеют переменное по длине поперечное сечение.

3. Поковки с изогнутой в плоскости разъема штампа осью.

4. Поковки с утолщением на концах.

5. Поковки с хвостовиком небольшой массы.

6. Поковки типа стакана.

Последовательность производства поковок.

Способы подготовки заготовки под штамповку

Исходные заготовки отрезают на пресс-ножницах, нагревают и штампуют в черновом и чистовом ручьях на прессе или молоте. Обычно перед укладкой в чистовой ручей необходима предварительная подготовка заготовки (за исключением поковок, получаемых высадкой или выдавливанием).

Подготовка заготовок для штамповки круглых в плане поковок заключается в предварительной осадке заготовки на осадочных площадках штампов. Осадку назначают для обеспечения устойчивости и правильной Рис. 6.4. Схема штамповки прямым (а) и обратным (б) выдавливанием 68 ориентации заготовки в чистовом ручье, ликвидации косины и неровности отрезанной на пресс-ножницах заготовки, удаления окалины.

Подготовка заготовок для удлинённых поковок заключается в получении фасонной заготовки переменного поперечного сечения по длине путем перераспределения объемов металла. Необходимость фасонирования вызвана тем, что в ручьях штампа течение металла по длине затруднено, так как металл вытесняется в поперечном направлении, т. е. в облой. Равенство длины заготовки и поковки вызовет большой отход металла.

Завершающие и отделочные операции

Обрезка облоя и прошивка перемычек. Обрезку облоя и прошивку перемычки производят в горячем состоянии сразу после штамповки на расположенном рядом со штамповочным агрегатом обрезном прессе. Мелкие поковки из сплавов, обладающих высокой пластичностью и незначительным сопротивлением деформации, подвергаются холодной обрезке.

Очистка поковок. Очистку поковок от окалины производят в дробеструйных установках, галтовочных барабанах или травлением.

Правка поковок. В результате термической обработки, неравномерного охлаждения после штамповки, застревания поковки в ручье и последующего извлечения ее, при обрезке облоя, а также ударов при транспортировке может происходить искажение формы (коробление). Горячую правку поковок производят на отдельном оборудовании (молот или пресс) или на обрезном прессе совместно с обрезкой облоя или после нее. Иногда правку поковок осуществляют в чистовом ручье основного штампа после обрезки облоя. Холодную правку производят на гидравлических прессах после термической обработки и очистки поковок от окалины.

Калибровку применяют для повышения точности формы и размеров поковки, для снижения шероховатости поверхности. Производят калибровку чаще в холодном состоянии при незначительной пластической деформации на чеканочных прессах.

Готовые поковки после контроля и необходимых испытаний передаются на склад готовой продукции и затем в механические цеха на дальнейшую обработку.

2.1 Чертеж поковки, переходы штамповки и конструкция штампа

См. Приложение 1

2.2 Характеристика поковки по типу и сложности.

Тип поковки – круглая в плане

К_С = V_п /V_фиг = G_п / G_фиг = 0,62

Степень сложности данной поковки – С1, сложность низкая

3. Размеры исходной заготовки.

Штамп состоит из двух половин, имеет в центре ручей по форме и размерам поковки и осадочную площадку в переднем углу. По всему периметру ручья выполнена облойная канавка.

Объем исходной заготовки:

V_исх= V_п+ V_пер+ V_об+ V_уг

V_п= 62 см³; V_пер =0,85см³; L_п = 25 см; F_ок =1,36 см² ;

V_об=(0,6...0,8)·F_ок·L_п

V_об=0,6 25∙1,36=20,4 см³; V_уг=0;

V_об=0,8 25∙1,36=27,2 см³

V_исх= 62+0,85+20,4= 83,25 см³

Размеры исходной заготовки

см = 3,5 см =35 мм;

=67 мм

1,25d_исх < l _исх. < 2,5d_исx

1,25

условие верно

4. Виды дефектов поковок при штамповке и причины их появления

Незаполнение фигуры – отклонение от заданных геометрических размеров поковки вследствие незаполнения чистового ручья штампа у выступов, углов, закруглений и ребер. Причиной может быть недостаточный нагрев заготовки или малое число ударов при штамповке, изношенный или неправильно сконструированный штамп, а также небольшая сила тяжести или несоответствующий профиль заготовки.

Недоштамповка – увеличение всех размеров заготовки в направлении, перпендикулярном к плоскости разъема (рис. 8). Это происходит в результате недостаточных температуры нагрева заготовки, числа ударов бабы молота в окончательном ручье или силы тяжести падающих частей молота, в штампе с недостаточной выемкой под заусенец (облой), а также при чрезмерной силе тяжести или увеличенном профиле заготовки.

Перекос (смещение) – сдвиг одной половины поковки относительно другой по плоскости разъема (рис. 9). Причиной этого могут быть неисправности оборудования (увеличенный зазор в направляющих, выработка плоскостей штамподержателя, неправильная настройка и т.д.) или штампов (сбитые замки, выработка крепежных плоскостей, неуравновешенный разъем штампов и т.д.), а также ненадежная установка и плохое крепление штампов.

Зажим – заштампованная складка в результате неправильного течения металла в чистовом ручье или закатывания заусенцев, полученных при некачественном выполнении первых переходов штамповки. Зажимы происходят при эксцентричной укладке заготовок в ручей штампа, при чрезмерно резких ударах в протяжном или подкатном ручье, при несогласованных размерах чернового и окончательного ручья, неисправных штампах и оборудовании. Незначительные зажимы удаляют зачисткой на абразивном круге.

Кривизна (рис. 11) – отклонение осей и плоскостей поковки от их правильного геометрического положения. Наиболее часто она возникает при обрезке облоя у поковок сложной формы, с тонкими сечениями при большой длине. Дефекты возникают из-за неисправности или плохой подгонки контура вырубного пуансона или неправильной конструкции обрезного штампа. Устраняются холодной правкой в штампе.

Ослабление размера (производственный жаргон) – недостаток припуска на обработку резанием или уменьшение (ослабление) рабочего сечения детали вследствие штамповки поковок с толстым слоем окалины, а также при штамповке с завышенной силой тяжести падающих частей молота.

6. Выводы о соответствии расчетных и фактических размеров поковки. Оценка качества поковки.

7. Номер, формулировка и исходные данные индивидуального задания (табл. 6.1) «Выбор исходной заготовки и разработка технологии объёмной штамповки».

См.приложение

Вариант 4

D	D1	d	H	h	h1
90	70	40	60	30	12

9.1. Чертеж поковки по индивидуальному заданию.

См. Приложение

9.2. Расчёт массы поковки и выбор исходной заготовки.

V_исх= V_п+ V_пер+ V_об+ V_уг

V_п= 223,37см³;

V_пер =0 см³;

L_п = 25 см; F_ок =1,36 см² ;

V_об=(0,6...0,8)·F_ок·L_п

V_об=0,6 25∙1,36=20,4 см³;

V_об=0,8 25∙1,36=27,2 см³

V_уг=0;

V_исх= 223,37+27,2= 250,57 см³

Размеры исходной заготовки

см = 50,4 мм;

l _исх. = 105 мм

1,25d_исх < l _исх. < 2,5d_исx

1,25

условие верно

9.3. Последовательность операций для изготовления данной поковки.

Осадка, штамповка, обрубка облоя. (См. приложение )

5