3. Разработка технологического маршрута изготовления детали

Маршрут обработки - общий план получения детали, начиная с заготовительной операции и до окончательного получения детали с заданными размерами и техническими параметрами - можно представить в виде табл.1.

Таблица 1. Технологический маршрут изготовления детали

№ п/п	Операция	Цех (участок)	Оборудование	Инструмент
1	Заготовительная	Заготовительный	Пресс-ножницы	Нож
2	Изготовление заготовки (штамповка)	Кузнечный	Кривошипный пресс	Штамп
3	Черновая механическая обработка	Механический	Зубофрезерный станок	Фреза
4	Предварительная ТО- нормализация	Термический	Нагревательная печь СН-2.2.0,9/13	подвесные клещи на монорельсе
5	ТВЧ	Термический	Индукционные закалочные установки ИЗУВ 12/90-102	подвесные клещи
6	Контроль	Лаборатория ОТК	Контроль твердости, толщины слоя после ТВЧ	Прибор ТК (пресс Роквелла)

4. Разработка чертежа заготовки:

Методика проектирования и разработки чертежа штампованной заготовки представлена в [9]. Конструирование поковки производится на базе чертежа готовой детали в соответствии с требованиями ГОСТ 7505–89.

Разработка чертежа заготовки включает в себя: определение класса точности поковки; определение группы стали; определение степени сложности поковки; определение массы заготовки; выбор конфигурации поверхности разъема штампа; определение исходного индекса; выбор припусков на механическую обработку; определение допусков на размеры поковки; выбор кузнечных напусков; выбор штамповочных уклонов; определение штамповочных радиусов; подготовка наметки под прошивку отверстия.

4.1. Определение класса точности поковки

Класс точности поковки устанавливается в зависимости от технологического процесса обработки давлением и оборудования, используемого для ее изготовления (табл. 1,[9]), а также исходя из требований, предъявляемых к точности размеров поковки. Т.к. в нашем случае тип производства – серийный, точность размеров поковки – нормальная, а способ получения заготовки - штамповка на горизонтально-ковочных машинах (ГКМ), то по таблице 1 [9] получаем, что класс точности поковки – Т5.

4.2-5. Определение группы стали, степени сложности поковки,

массы поковки и конфигурации поверхности разъема штампа

В соответствии с ГОСТ 7505–89 эти характеристики определяются по табл. 2.

Группа стали зависит от содержания углерода и легирующих элементов и в нашем случае, т.к. сталь 60ХФА, рессорно-пружинная, с массовой долей углерода от 0,35 до 0,65% включительно и суммарной массовой долей легирующих элементов свыше 2,0 до 5,0% включительно, группа стали – М2.

Степень сложности поковки С определяют путем вычисления отношения массы (объема) поковки M_п к массе (объему) M_ф геометрической фигуры, в которую вписывается поковка:

С = M_п / M_ф.

Различным степеням сложности поковок соответствуют следующие численные значения отношения С = M_п / M_ф: С1 – свыше 0,63; С2 – свыше 0,32 до 0,63 включительно; С3 – свыше 0,16 до 0,32 включительно; С4 – до 0,16 включительно.

Для определения массы поковки вначале необходимо рассчитать ее объем. Для чего необходимо условно разделить объем детали (см. рис. 2) на несколько простых фигур:

1) цилиндр с диаметром d₁(3,5 см) и высотой H₁ (2 см);

2) цилиндр с диаметром d₂(4,2 см) и высотой H₂ (7,2 см);

3) цилиндр с диаметром d₅(3,2 см) и высотой H₅ (5,3 см);

4) цилиндр с диаметром d₄(3,5 см) и высотой H₄ (5,8 см);

5) кольцо с наружным диаметром d₃(6 см), внутренним диаметром d₂(4,2 см) и высотой H₃(5,2 см).

Объем цилиндров определяется по формуле: V= *(d /2)²*H

V₁=3,14*1,75²*2=19,23 см³

V₂=3,14*2,1²*7,2=99,7 см³

V₃=3,14*1,75²*5,8=55,77 см³

V₄=3,14*1,6²*5,3=42,6 см³

После вычисления объема каждой из этих фигур (объем кольца определяется по формуле: V= *H* ((D_наружн)²–(D_внутр)²)/4, =3,14) находится суммарный объем детали V_д.

V_5к=3,14*5,2*(6² - 4,2²)/4=74,95 см³

V_д=V₁+V₂+V₃+V₄+V_5к

V_д=19,23+99,7+55,77+42,6+74,95=292,25 см³

По известному объему детали с учетом массовой плотности стали ( = 7,8 г/см³ = 0,0078 г/мм³) определяется масса детали M_д:

M_д =  * V_д. = 7,8 * 292,25 =2279,55г или 2,2 кг

Затем определяется расчетная масса поковки M_пр. Расчетная масса поковки представляет собой массу металла, подвергаемого пластической деформации в процессе объемной штамповки. В эту массу не входит масса облоя. Расчетную массу поковки вычисляют по формуле:

M_пр = M_д * K_р,

где K_р – расчетный коэффициент, устанавливаемый согласно ГОСТ 7505–89 по табл. 3 [9]. Т.к. заготовку шестерни получают объемной штамповкой, принимается K_р = 1,5.

M_пр = 2,2 * 1,5 = 3,3 кг

Объем V_ф геометрической фигуры, в которую вписывается поковка:

V_ф = 3,14 * 3² * 21,2 = 599,11 см³

Масса M_ф геометрической фигуры, в которую вписывается поковка:

M_ф =  * V_ф. = 7,8* 599,11 = 4673,07г или 4,67 кг

Следовательно степень сложности поковки будет определяться

С = M_пр / M_ф. = 3,3 / 4,6 = 0,72

и, следовательно, соответствовать С1.

Поверхностью разъема штампа называют поверхность, по которой соприкасаются между собой разъемные части штампа. Эта поверхность выбирается так, чтобы поковка свободно извлекалась из обеих половин штампа. С целью облегчения заполнения деформируемым металлом рабочей полости штампа желательно выбирать поверхность разъема штампа таким образом, чтобы внутренние полости штампа имели наименьшую глубину.

Учитывая характер конструкции поковки, получаемой в данной лабораторной работе (см. рис. 1), целесообразно выбрать плоский разъем штампа.