Лаба 5 ТОМД

Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого

Институт машиностроения, материалов и транспорта

Высшая школа машиностроения

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №5

ГОРЯЧАЯ ОБЪЕМНАЯ ШТАМПОВКА В ОТКРЫТОМ И

ЗАКРЫТОМ ШТАМПАХ

по дисциплине «Технология обработки металлов давлением»

Выполнили:

студенты гр. 3331505/10101 Суслов Л. М.

Бобриков Н. А.

Гричачина А. А.

Работу приняла Арсентьева Ксения Сергеевна

«__» октября 2023 г.

Санкт-Петербург

2023 г.

Цель работы

Цель работы – воспроизведение процесса штамповки в открытых и закрытых штампах в лабораторных условиях; оценка влияния типа штампа на форму и размеры поковки; оценка дефектов поковок в результате штамповки с использованием исходных заготовок недостаточного и избыточного объема; оценка влияния температурного расширения на конечную форму и размеры поковки.

Выполнение работы (Краткое описание работы)

Штамповка в открытом штампе:

1. Подготовить исходный образец для первого опыта: из предоставленного материала сформировать заготовку таким образом, чтобы диаметр заготовки был не больше диаметра отверстия матрицы, измерить диаметр d и высота h полученного образца.

2. Рассчитать получившийся объем исходной заготовки V.

3. Подготовить штампы. Для предотвращения заклинивания образца в штампе необходимо подготовить два отрезка пленки для верхней и нижней половины штампов.

4. Осуществить штамповку на ручном прессе. Полное смыкание штампов будет невозможно, поэтому будьте осторожны во время приложения нагрузки, чтобы не повредить лабораторное оборудование.

5. Осторожно извлечь получившийся образец из штампов, используя пленку.

6. Измерьте толщину перемычки.

7. Подготовьте исходный образец для второго опыта – с недостатком объема. Для этого можно использовать примерно половину от всего предоставленного объема исходного материала. Проведите измерения диаметра и высоты, как в пункте 1, и рассчитайте получившийся объем как в пункте 2.

8. Подготовьте штампы (защитная пленка), как в пункте 3. Повторите пункты 4 и 5 для нового образца. При использовании образца недостаточного объема половинки штампа достаточно легко смыкаются.

9. Подготовьте образец с нормальным объемом исходной заготовки. Для этого используется приблизительно 2/3 от объема исходного материала. Проведите измерения и расчеты как в пунктах 1 и 2.

10. Подготовьте штампы (защитная пленка), как в пункте 3. Повторите пункты 4 и 5 для нового образца. При использовании образца нормального объема половинки штампа смыкаются.

11. Проведите сравнение полученного образца с изготовленным ранее «остывшим» образцом».

12. В качестве дополнительного опыта можно воспроизвести объемную штамповку в открытом штампе с использование образца, чей объем составляет ¼ или менее от всего исходного материала.

Штамповка в закрытом штампе:

1. Проведение эксперимента с закрытым штампом полностью повторяет этапы эксперимента со штамповкой в открытом штампе.

2. Проведите три эксперимента с использованием исходных заготовок недостаточного, избыточного и нормального объема. Проведите соответствующие измерения, расчеты и оценку дефектов.

3. Проведите сравнение полученного образца с изготовленным ранее «остывшим» образцом».

4. Оцените, как сильно влияет изменение объема исходной заготовки при штамповке в открытом и закрытом штампе.

Оценка теплового расширения:

Для оценки теплового расширения проведите визуальное сравнение свежей «горячей» поковки, которая была получена во время эксперимента, и «остывшей» поковки, предоставленной преподавателем.

Таблица 1. Результаты исследований процесса штамповки

	№	d,	h,	s,	V,	Результат
Открытый штамп	1	28	55	14	33849	Ручей штампа полностью заполнился, но излишки материала заготовки не уместились в облойную канавку. Поковка получилась не требуемой формы и размеров.
	2	20	50	12	15720	Ручей штампа полностью заполнился, излишки материала заготовки уместились в облойную канавку. Поковка получилась требуемой формы и размеров
	3	15	22	10	3886	Ручей штампа не полностью заполнился, ввиду недостатка материала. Излишек материала заготовки не было в облойной канавке. Поковка получилась не требуемой формы и размеров

Таблица 1 (продолжение)

Закрытый штамп	1	25	50	14	24531	Штамп не сомкнулся, ввиду излишка материала в ручье. Образовался заусенец в зазоре между верхней и нижней половиной штампа. Поковка получилось не требуемой формы и размеров.
	2	20	49	12	15388	Штамп сомкнулся, ввиду заполнения материалом ручья. Заусенец в зазоре между верхней и нижней половиной штампа не образовался. Поковка получилась требуемой формы и размеров.
	3	20	39	2	12248	Штамп сомкнулся, но ручей не полностью заполнился, ввиду недостатка материала. Заусенец в зазоре между верхней и нижней половиной штампа не образовался. Поковка получилась не требуемой формы и размеров.

Рис 1 – Открытый штамп (голубой) и закрытый штамп (черный)

Вывод:

В результате лабораторной работы были воспроизведены процессы горячей объемной штамповки мелкогабаритных поковок в закрытом и открытом штампе. По полученным образцам можно выделить плюсы и минусы каждого метода.

Открытые штампы имеют следующее преимущество - не нужна точная дозировка металла исходной заготовки. К недостаткам способа можно отнести большой отход металла на заусенец и большие припуски на механическую обработку. Поэтому исходную заготовку следует выбирать так, чтобы облой не вытекал из канавки штампа, как в первом опыте, а также полностью заполнял форму, в отличие от опыта номер три.

Штамповка же в закрытых штампах не предусматривает образования специального заусенца и поэтому данный способ безотходный. Из минусов, он требует точной дозировки металла. Образующийся небольшой заусенец в первом опыте, затекающий в зазор между верхней и нижней половиной штампа, является следствием неточной дозировки исходного металла, как и незаполненная форма в третьем опыте.

Для оценки теплового расширения было проведено визуальное сравнение свежей «горячей» поковки, которая была получена во время эксперимента, и «остывшей» поковки, предоставленной преподавателем. Остывший образец значительно меньше «горячего» образца.