Сафонов Г.К. Проектирование и производство заготовок

Подождите немного. Документ загружается.

МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

Описание методики иллюстрируется примером, выполненным по условиям

13 варианта задания.

Подготовка исходных данных

Исходным документом для проектирования является рабочий чертеж дети

(см. рис. 2.1). Деталь представляет собой фланец. Материал – сталь 18Х2Н4МА

ГОСТ 4543-71 горячекатаная круглая с диаметром прутка 85 мм, Группа поковки

II. Штамповочное оборудование – молот. Способ штамповки – открытый. Нагрев

индукционный. Масса детали – 1,84 кг. Исходные данные вносим в карту проек-

тирования технологического процесса (табл. 2.19).

Разработка технологических переходов штамповки

Изобразите эскизы технологических переходов для своего варианта штампо-

вочного оборудования, способа штамповки и размеров детали. Для рассматривае-

мого варианта эскизы технологических переходов приведены на рис. 2.3.

Определение исходного индекса поковки

Для определения исходного индекса необходимо вычислить конструктивные

характеристики и расчетную массу поковки.

Класс точности поковки. По табл. 2.1 для открытой молотовой штамповки

рекомендуется класс точности Т5.

Группа стали. Материал поковки – сталь 18Х2Н4МА по ГОСТ 4543-71.

Средняя массовая доля углерода в этой марке 0,18%, Суммарная массовая доля

легирующих элементов – 6,8%. Устанавливаем группу стали – М3.

Расчетная масса поковки. По формуле (2.1) расчетная масса поковки

кг

Степень сложности поковки. Размеры описывающей поковку пространствен-

ной фигуры (цилиндр). Мм: диаметр 131,15 (125 x 1,05); толщина 26,25 (25, x

1,05), где 1,05 – коэффициент, учитывающий увеличение размеров детали за счет

припусков. Масса описывающей фигуры (плотность стали 7,85 кг/дм

). Отноше-

ние G

Р.П.

: G

= 2,76 : 2,75 ≈ 1. Это, согласно табл. 2.3, соответствует степени

сложности С1.

Исходный индекс поковки. Пользуясь правилами (см. рис. 2.4), устанавлива-

ем исходный индекс поковки – 14.

1, 84 1, 5 2, 76

РП Д П

GGK=⋅= ⋅=

Таблица 19

Карта проектирования технологического процесса

Карта проектирования техпроцесса Работа №1

Ф.И.О. студента Группа Вариант Дата

Исходные данные

Наименование детали Фланец

Материал, вид заготовки Сталь 18Х2Н4МА (ГОСТ 4543-71)

горячекатаная круглая ∅ 85 мм

Масса детали, кг 1,84

Группа поковки Поковка II группы

Штамповочное оборудование Молот

Способ штамповки Открытый

Способ нагрева заготовки Индукционный

РАСЧЕТЫ

Расчет линейных размеров поковки

1. По заданному варианту размеров (см. рис.2.1) в масштабе 1:1 тонкой

штрихпунктирной линией с двумя точками вычертите контур готовой детали в

том положении, которое поковка занимает в штампе (см. рис. 2.9,а). Размеры про-

ставьте в скобках под размерными стрелками. Укажите исходные базы механиче-

ской обработки.

2. Последовательно заполняя графы 4 – 8 табл. 2.20, пользуясь своим эскизом

(см. рис. 2.9,а) и табл. 2.4 – 2.6, назначьте основные и дополнительные припуски и

рассчитайте линейные размеры поковки.

Для размера D: основной припуск – 1,9 мм (D=125,0 мм; шероховатость по-

верхности детали Ra=12,5; исходный индекс поковки – 14); смещение по плоско-

сти разъема штампа – 0,3 мм (расчетная масса поковки – 2,76 кг; класс точности –

Т5); суммарный припуск на сторону – 2,2 мм (1,9 + 0,3); размер с припуском –

129,4 мм (125,0 + 2,2х2).

Для размера d: основной припуск – 2,0 мм (в = 35,0 мм, шероховатость по-

верхности детали Ra = 0,8; исходный индекс – 14); смещение по плоскости разъе-

ма штампа – 0,3 мм (расчетная масса поковки – 2,76 кг; класс точности – Т5);

суммарный припуск – 2,3 мм (2,0 + 0,3); размер с припуском – 30, 4 (35,0 – 2,3х2).

Для размера D1: припуск не назначают.

Для размера Т: основной припуск – 2,0 (Т=25,0; шероховатость поверхности,

на которую назначается припуск Ra=1,6; исходный индекс поковки – 14); откло-

нение от плоскостности – 0,5 мм (наибольший размер поковки – 129,4 мм; класс

точности – Т5); суммарный припуск – 2,5 мм (2,0 + 0,5); размер с припуском –

27,5 мм (25,0 + 2,5).

Для размера t: основной припуск – 1,8 (t=20,0; шероховатость поверхности,

на которую назначается припуск Ra=1,6; исходный индекс поковки – 14); откло-

нение от плоскостности – 0,5 мм (наибольший размер поковки – 129,4 мм; класс

точности – Т5); суммарный припуск – 2,3 мм (1,8 + 0,5).

Нам встретился случай, когда положение одной поверхности определяется

двумя размерами T и t (см. «Припуски на механическую обработку»). Для данной

поверхности следует установить наибольшее значение припуска – 2,5 мм. Тогда

размер с припуском принимается – 22,5 (20,0 + 2,5).

3. Нанесите припуски на эскиз поковки и проставьте их размеры, проведите

размерные линии и проставьте образовавшиеся размеры поковки.

4. Выберете положение плоскости разъема штампа. Назначьте и изобразите

штамповочные уклоны (см. табл. 2.7 и рис. 2.5). Установите координаты плоско-

сти разъема штампа, проведите ее тонкой штрихпунктирной линией, обозначьте

условными знаками и привяжите к установочной базе размером. Проведите от об-

разовавшихся в плоскости разъема штампа вершин углов размерные линии для

обозначения размеров D

внешнего и d

внутреннего контуров поковки, рассчи-

тайте эти размеры, как катеты треугольников, образованных штамповочными ук-

лонами, заполните графы 2.9 и 2.10 табл. 2.20.

а)

б)

Рис. 2.9. Эскизы холодной (а) и горячей (б, слева) поковки и профиля рабочей

полости штампа (б, справа)

5. Рассчитайте толщину S перемычки по формуле (2.2). Для нашего примера:

0,5 2 0,5 27, 5 2 11, 75hT

′

=⋅−=⋅ −=

мм

0, 45 0, 25 5 0,6 0, 45 30, 4 0, 25 11,75 5 0, 6 11,75 4

осн

Sdh h

′′

=−−+= −⋅−+ ≅

Изобразите перемычку на эскизе и привяжите ее среднюю линию к плоско-

сти разъема размером, полученным графическим построением и расчетом, про-

ставьте размер толщины перемычки.

6. Назначьте по табл. 2.8 радиусы закруглений наружных и внутренних углов

поковки.

7. Назначьте допуски на линейные размеры поковки (см. табл. 2.9, рис. 2.4 и

правила назначения допусков). Заполните графы 11 и 12 табл. 2.20.

Допуск на размер ∅ 65,0 относится к разряду «не указанных», поэтому, в со-

ответствии с правилами назначения допусков, он равен ± 2,1 мм ( 2,8 х 1,5 с рав-

ными допускаемыми отклонениями).

Проставьте на эскизе поковки размеры, полученные в графе 12 табл. 2.20.

Допуск на размеры в направлении штамповки проставляют один раз. «Не указан-

ный допуск» на чертеже не проставляют, а указывают в технических требованиях.

8. Рассчитайте размеры горячей поковки, заполните графу 13 табл. 2.20.

Конструирование профиля рабочей полости штампа

По размерам, полученным в графе 13 табл. 2.20, вычертите эскиз (контур) го-

рячей поковки (см. рис.2.9,б, слева) и проставьте размеры. Для открытого штампа

рассчитайте толщину облоя h

по формуле (3) и выберите параметры облойной

канавки по табл.2.15. Для закрытого штампа сконструируйте замок согласно

табл. 2.16. Оформите эскиз профиля рабочей полости штампа.

Для нашего примера:

0, 015 0, 015 132, 2 1, 98

hD=⋅=⋅=

мм

Выбираем ближайшую канавку h

= 2,0 мм. Эскиз профиля рабочей полости

штампа приведен на рис. 2.9.б, справа.

Таблица 2.20

Сводная таблица результатов расчетов размеров поковки, мм

Размеры

деталей

Припуск на сторону

Для размеров в плос-

кости разъема штампов

Типы размеров

обозна-

чение

вели-

чина

основ-

ной

смеще-

ние по

плоско-

сти

разъема

штампа

откло-

нение

от пло-

скост-

ности

сум-

марный

Размер

с при-

пуском

длина горизон-

тальных отрез-

ков, образован-

ных штампо-

вочными укло-

нами

раз-

мер

Допуск

разме-

ра, по-

ле до-

пуска

Размер

с до-

пуском

Размер

горя-

чей по-

ковки

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

Диаметральные

125

1,9

2,0

–

0,3

–

2,2

2,3

–

129,4

30,4

65,0

–

22,5

tg7

)=2,8

–

27,5

tg10

)=4,8

–

132,2

–

25,6

–

+2,1

-1,1

+2,1

-1,1

+1,6

-0,9

+1,6

-0,9

4,2

129,4

2,1

1,1

−

132,2

2,1

1,1

−

30,4

0,9

1,6

−

20,6

0,9

1,6

−

65,0±2,1

131,3

134,2

30,8

26,0

66,0

Линейные

2,0

1,8

–

0,5

2,5

2,3

27,5

22,5

–

+1,6

-0.9

+1,6

-0,9

27,5

1,6

0,9

−

22,5

1,6

0,9

−

27,9

22,8

Расчет размеров и массы исходной заготовки.

Масса поковки

Чтобы упростить расчеты при определении объема поковки V

, представим

ее в виде алгебраической сумы трех элементарных цилиндров со средними разме-

рами диаметров и толщин: ∅130,8х22,5; ∅70х5 и ∅28х27,5 мм. Тогда объем по-

ковки

()

22 2

1, 3 0, 22 0, 7 0, 05 0, 29 0, 25 0, 29

=⋅+⋅−⋅=

дм

Аналогично объем перемычки определяется как объем цилиндра с размерами

∅25,6 х 4 мм, а облоя – как объем кольца с размерами ∅200 х ∅132,2 х 3,5. Тогда

объем отходов

()

22 2

0, 25 0, 04 2 0, 035 1, 3 0, 035 0, 064

ОТХ

=⋅+⋅−⋅=

дм

Объем металла исходной заготовки по формуле (2.5)

0, 05 0, 355

ЗПОТХ П

VVV V=+ + =

дм

Длина исходной заготовки по формуле (2.4)

0,355 4

0, 63

0,85

⋅

== ≅

⋅

дм.

Масса исходной заготовки

0,355 7,85 2, 79

ЗЗ

⋅= ⋅ =

кг.

Масса поковки

0, 29 7,85 2, 28

ПП

=⋅= ⋅ =

кг.

Проектирование операции холодной калибровки

На толщину t установлены особые технические требования по плоскостности

образующих эту толщину поверхностей. Для обеспечения этих требований в тех-

нологическом процессе предусмотрена операция холодной калибровки (см. рис.

2.3.е). Требуется установить размер толщины поковки с допускаемыми отклоне-

ниями. Припуск на механическую обработку и допускаемые отклонения назнача-

ют по табл. 2.17, в зависимости от площади кольцевой поверхности поковки под-

вергаемой калибровке.

Для нашего примера площадь кольцевой поверхности

()

12,9 7, 5 86,5

=−=

см

а размер поковки – 20,8 ±0,3 (t = 20 мм; припуск на механическую обработку – 0,8

мм; поле допуска – 0,6 мм; допускаемые отклонения – половина поля допуска).

Оформление чертежа поковки с техническими требованиями

на ее изготовление

Оформите чертеж поковки и сформулируйте технические требования на ее

изготовление (см. «Правила оформления чертежа поковки» и табл. 2.18).

Для рассматриваемого в работе примера чертеж поковки приведен на рис.

2.10.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1. Ознакомиться с теоретическими основами и методикой проектирования техно-

логического процесса штамповки.

2. Проанализировать исходные данные для проектирования и заполнить карту

проектирования техпроцесса (табл.2.19).

3. Разработать и изобразить эскизы технологических переходов штамповки (см.

рис. 2.3).

4. Разработать эскиз поковки и профиля рабочей полости штампа (см. рис. 2.9).

5. Оформить чертеж поковки (см. рис. 2.10).

ФОРМА ОТЧЕТА О РАБОТЕ

1. Заполненная карта проектирования техпроцесса (см. табл.2.19).

2. Эскизы технологических переходов штамповки (см. рис.2.3).

3. Сводная таблица результатов расчетов размеров поковки (см. табл.2.20).

4. Эскизы холодной в горячей поковки и профиля рабочей полости штампа

(см. рис.2.9).

5. Чертеж поковки (см. рис. 2.10).

Рис. 2.10. Чертеж поковки