2.2. Оборудование, инструмент, материалы.
Пневматический молот МП 75.
Кузнечный инструмент.
Настольный гидравлический пресс.
4. Кузнечный горн, камерная печь.
5.Свинцовые образцы.
2.3. Последовательность выполнения работы
.
2.3.1 Под руководством инженера лаборатории ознакомиться с устройством и работой пневматического молота.(рис.3)
2.3.2. Ознакомиться с основным и вспомогательным кузнечным инструментом, уяснить его назначение.
2.3.3. Ознакомиться с нагревательными устройствами: открытым кузнечным горном, электрической камерной печью.
2.3.4. Ознакомиться с принципом работы и принципиальной схемой гидравлического пресса (по рис.4,5), и на действующей модели ручного настольного гидропресса.
2.3.5. Ознакомиться с основными технологическими операциями свободной ковки, которые продемонстрирует инженер лаборатории на пневматическом молоте (рис.2).
2.3.6. Получить индивидуальное задание и произвести расчет массы подвижных частей молота (усилия пресса), выбрать молот (пресс).
2.3.7. Составить отчет о работе.
3. Содержание отчета.
3.1. Кратко изложить общие понятия по обработке металлов давлением, пластической деформации металла, свободной ковке, температурном интервале ковки.
3.2. Изложить суть основных технологических операций, привести эскизы, описать принцип работы пневматического молота и гидравлического пресса, привести кинематическую схему пневматического молота, принципиальную схему гидропресса.
3.3. Изложить выполнение индивидуального задания.
Контрольные вопросы.
В чем сущность процесса обработки металлов давлением?
Что такое упругая и пластическая деформация?
3. В чем сущность и какова область применения свободной ковки?
4. Основные операции свободной ковки, их назначение?
5 Инструмент, применяемый при свободной ковке?
6 Устройство и работа пневматического молота?
7 Что такое степень деформации и коэффициент укова?
8 Преимущества и недостатки свободной ковки?
9 Что такое температурный интервал ковки, как он определяется?
10. Принцип работы гидравлического пресса?
11. Применяемые нагревательные устройства?
12. В чём отличие прошивки отверстия от его пробивки?
13. Почему молот или пресс выбирают, ориентируясь на опе рацию осадки ?
Приложение 1 к лабораторной работе № 4
Изучение технологических операций
Свободной ковки
Индивидуальное задание
1 Получить индивидуальное задание у преподавателя.(таб.1)
2. Произвести расчёт подвижных частей молота для осадки заданной заготовки, выбрать молот.
3. Произвести расчёт усилия пресса для осадки заданной заготовки, выбрать пресс.
Таблица 1
Выполнить расчет молота для осадки заготовки |
Выполнить расчет пресса для осадки заготовки |
||||||||
№ п\п |
марка стали |
Размер заготовки, мм |
№ п\п |
марка стали |
Размер заготовки, м |
||||
D0 |
H0 |
H |
D0 |
H0 |
H |
||||
1 |
20 |
280 |
500 |
250 |
1 |
2Х13 |
0,95 |
1,90 |
0,95 |
2 |
45 |
180 |
360 |
220 |
2 |
20 |
0,83 |
1,50 |
0,75 |
3 |
20Х |
260 |
400 |
200 |
3 |
40Х |
0,79 |
1,60 |
0,80 |
4 |
40Х |
200 |
300 |
190 |
4 |
ШХ15 |
0,58 |
1,16 |
0,60 |
5 |
18ХГТ |
150 |
280 |
180 |
5 |
3ХГСА |
0,63 |
1,00 |
0,50 |
6 |
12ХН3А |
260 |
400 |
200 |
6 |
20Х |
0,90 |
1,80 |
0,90 |
7 |
30ХГСА |
150 |
280 |
180 |
7 |
45 |
0,89 |
1,70 |
0,85 |
8 |
ШХ15 |
90 |
170 |
100 |
8 |
18ХГТ |
0,68 |
1,40 |
0,70 |
9 |
2Х13 |
140 |
220 |
110 |
9 |
12ХН3А |
0,74 |
1,50 |
0,75 |
10 |
Х18Н9Т |
110 |
180 |
90 |
10 |
Х18Н9Т |
0,64 |
1,20 |
0,50 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Пример расчета массы подвижных частей ковочного молота, выбор молота.
Определить массу подвижных частей ковочного молота для осадки заготовки диаметром D0 =110 мм и высотой Н0 =180 мм до высоты Н1 = 90мм. Температура начала осадки 1200ºC, конца
-900ºC; материал заготовки –сталь; имеющая при комнатной температуре σВ = 380МПа.
Решение. По справочнику находим , что при температуре 900ºC, сталь имеет σВ = 45МПа
Средний диаметр поковки после осадки
(м)
Объем заготовки
(м3)
Относительную деформацию ε принимаем равной 0,06, так как осадке подвергается небольшая заготовка.
Масса подвижных частей молота
т
Выбираем молот с массой подвижных частей, равной 1 т.
Пример расчета усилия ковочного пресса, выбор пресса.
Определить усилие ковочного пресса для осадки заготовки диаметром D0 =0,74 м и высотой Н0 =1,2 м до высоты Н1=0,6м. Температура окончания ковки 1100ºC; предел прочности стали при комнатной температуре σВ = 800 МПа
Решение. При температуре 1100ºC σВ МПа. Масса заготовки немного выше 4 т; для такой заготовки принимаем ψ =0,75.
После осадки средний диаметр поковки
(м)
а
площадь
(м2)
Усилие
пресса P=
МН
Выбираем пресс усилием 50 МН.
Приложение 2
Предел прочности при ковочной температуре для углеродистой и легированной стали некоторых марок (ориентировочно)
Таблица 2
Марка стали |
Температура в ºC |
||||
800 |
900 |
1000 |
1100 |
1200 |
|
15 20 30 45 20Х 40Х 18ХГТ 12ХН3А 30ХГСА ШХ15 4Х9С2 1Х13 2Х13 3Х13 4Х13 1Х17Н2 Х17 Х28 Х18Н9 Х18Н9Т 4Х18Н25С2 Х23Н18 У7А У8А У10А У12А Х12М ХВ5 Р9 Р18 |
53,3 9,1 10,0 11,0 10,7 21,4 14,0 17,1 7,4 --- 5,2 3,6 7,5 9,1 13,5 --- 4,1 2,6 12,2 18,5 18,0 14,1 9,6 9,3 9,2 10,2 12,5 16 9,2 11,4 |
4,5 7,7 7,9 8,3 7,5 17,3 9,7 11,8 4,2 --- 6,0 2,7 10,6 13,3 12,7 16,9 2,2 1,9 6,9 9,1 10,2 9,2 6,4 5,6 5,6 6,1 8,3 12 8,3 11,0 |
2,8 4,8 4,9 5,1 5,3 13,1 8,0 7,6 3,6 4,3 4,6 3,7 6,3 7,8 7,6 7,8 2,1 1,1 3,9 5,5 6,3 5,5 3,7 3,4 3,0 3,5 4,7 5,5 5,7 6,8 |
2,4 3,1 3,1 3,1 3,8 10,0 4,4 6,2 2,2 3,0 2,3 2,2 3,7 4,4 5,4 4,5 1,4 0,8 3,1 3,8 3,1 5,2 2,2 2,1 1,8 1,8 2,5 --- 3,3 3,2 |
1,4 2,0 2,1 2,1 2,5 6,9 2,6 3,8 1,8 2,1 1,6 1,2 --- 3,0 3,3 --- 0,8 0,8 1,6 1,8 2,2 2,4 1,7 1,5 1,6 1,5 0,8 --- 2,1 2,1 |
Примечание: В формулах для определения усилий деформирования приближенно можно принимать напряжение σS текучести равным временному сопротивлению σB
Значение масштабного коэффициента ψ при осадке слитков
Таблица 3
Вес слитка в т |
0,5 |
6,0 |
20 |
50 |
100 |
ψ |
0,80 |
0,70 |
0,60 |
0,55 |
0,50 |