Санкт-Петербургский государственный политехнический университет

Институт машиностроения, материалов и транспорта

Высшая школа машиностроения расчетно-графическая работа Проектирование поковки для горячей объемной штамповки

по дисциплине «Технология обработки металлов давлением»

Выполнил

студент гр. 3331505/11001 _{<подпись>} А.А. Гричачина

Руководитель

к.т.н.

_{<подпись>} К.С. Арсентьева

«___» __________ 2023 г.

Санкт-Петербург

2023

Оглавление

Задание

Был получен вариант 4-3, чертеж варианта представлен ниже.

Рисунок 1 – Вариант задания

Процесс работы

Анализ конфигурации детали

Деталь Зубчатое колесо с габаритными размерами 190 на 80 является осесимметричной и имеет сквозное отверстие диаметром 32 со шпоночной канавкой. Форма детали в плане – круглая. На детали присутствует шестиугольный внешний выступ. Материал поковки:

20ХГНР – сталь хромомарганцовоникелевая конструкционная легированная.

Определение оборудования и способа изготовления поковки

По справочнику [3] данную поковку можно найти в классификации молотовых поковок во II группе поковок, штампуемых вдоль оси заготовки(штамповка осадкой в торец), 1 подгруппе круглых и квадратных в плане штампуемых с преобладанием осаживания и выдавливания металла или осаживания и прошивки с раздачей металла, типу А круглые, типа втулок, колец, шестерен, фланцев с диаметром в плане D.

Для поковок данной группы наиболее распространен следующий способ изготовления: поковки такого типа могут изготавливаться в открытых и закрытых штампах на штамповочных молотах осадкой в торец.

Аналогично, по классификации поковок, штампуемых на КГШП, поковку можно отнести к Группе I, Подгруппе 3. Для поковок данного типа применяется способ изготовления осадкой в торец или осадкой с одновременным выдавливанием.

Было выбрано оборудование – молот (т.к. это условие задания) и соответствующий способ изготовления.

Анализ материала детали

Материал поковки 20ХГНР – сталь хромомарганцовоникелевая конструкционная легированная. ГОСТ 4543-2016.

Использование в промышленности: зубчатые колеса, вал-шестерни, червяки, кулачковые муфты, валики, втулки и другие ответственные детали, работающие в условиях ударных нагрузок.

Таблица 1 – Хим. состав стали 20ХГНР

Химический состав, %
C	Si	Mn	Ni	S	P	Cr	Cu	Ti		B	Fe
0,16 - 0,23	0,17 - 0,37	0,7 - 1	0,8 - 1	до 0,035	до 0,035	0,7 - 1	до 0,3	до 0,06		Lj 0,005	~96
Механические свойства при нормализации 930-950 °С, воздух. Закалка 780-830 °С, масло. Отпуск 200 °С, воздух или масло.
– Предел прочности, Н/мм2									1270
– Предел текучести, Н/мм2									1080
– Относительно удлинение при разрыве, %									10
Твердость по Бринеллю после нормализации, HB						Не более 197
Температура ковки, оС
– начала ковки					1150
– конца ковки					800

Определение конструктивных характеристик детали

На данном этапе проектирования определяются следующие параметры:

• масса готовой мехобработанной детали

• расчетная масса поковки

• класс точности

• группа стали

• степень сложности

• исходный индекс

Определение массы детали

Масса готовой детали определяется по трехмерной модели (рисунок 2).

М = 6834,363 г V=871766 мм²

Рисунок 2 – МЦХ модели

Расчетная масса поковки.

Расчетная масса поковки определяется исходя из массы детали и расчетного коэффициента :

= х = 6834,363×1,8= 12301,8534 г=12,302 кг

где – масса поковки, кг;

– масса детали, кг;

– расчетный коэффициент (определяется по таблице).

Таблица 2 – Расчётный коэффициент

Класс точности Т

Класс точности Т зависит от выбора способа изготовления и оборудования.

Таблица 3 – Класс точности

Основное деформирующее оборудование, технологические процессы	Класс точности
Кривошипные горячештамповочные прессы:	Т1	Т2	Т3	Т4	Т5
Открытая (облойная) штамповка				+	+
Закрытая штамповка		+	+
Выдавливание			+	+
Горизонтально-ковочные машины				+	+
Прессы винтовые, гидравлические				+	+
Горячештамповочные автоматы		+	+
Штамповочные молоты				+	+
Калибровка объемная (горячая и холодная)	+	+
Прецизионная штамповка	+

В рассматриваемом примере выбрано оборудование «молот». Для штамповочных молотов характерны классы точности Т4 и Т5. Принимает класс точности Т4.