Вербицкий Е.И. Добровольский И.Г. Курсовое проектирование по горячей штамповке

Подождите немного. Документ загружается.

Табл. 2.1. Размеры канавки для заусенца типа 1 [20]

Высота мостика,

мм

Глубина ручья, мм

При штамповке

Высота мостика,

мм

Глубина ручья, мм

осаживанием с элементами

выдавливания (№ 1)

выдавливанием поковок

несложной формы (№ 2)

поковок сложной формы с

труднозаполнимыми

ПОЛОСТЯМИ (Л

° 3)

"з

Л,

>20

20—40

<40

осаживанием с элементами

выдавливания (№ 1)

выдавливанием поковок

несложной формы (№ 2)

поковок сложной формы с

труднозаполнимыми

ПОЛОСТЯМИ (Л

° 3)

"з

Л,

>20

20—40

<40

Ь \ Ь,

з.к-

см2

ь | Ь

з.к'

см2

ь | 6,

З.К-

СМ

"з

Л,

>20

20—40

<40

мм

з.к-

см2

мм

з.к'

см2

мм

З.К-

СМ

1,0 3,0 1,0

1,5

2,0

7 22

0,80 8 25

0,91

10 28

1,04

1,6

3,5

1,5

2,0 8 22

1,02 9 25

1,13

30 1,55

2,0 4,0

1,5

2,0 2,5

25 1,36

10 28 1,53 12

1,77

з?о 5,0

1,5

2,0 2,5

10 28

2;01

12 32 2,33 14

2,78

4,0 6,0

2,0 '

2,5

3,0

11 30

2,68 14

3,44

16 42

3,85

5,0 7,0 2,0

2,5 3,0

3,43 15 40 4,34 18

5,06

6,0 8,0

2,5 3,0

3,5 13 35

4,35 16 42 5,3 20

50 6,42

8,0 10 3,0

3,5 4,0 14

6,01 18 46 7,45

55 9,03

10 12 3,0

3,5

4,0

15 40

7,68 20 50

9,88

25 60 12,08

Табл. 2.2. Значение коэффициента заполнения заусенечной канавки

I [12]

за

зг

на

Масса поковки, кг

5 для канавки

ет

Масса поковки, кг

№ 1

№ 2 | № 3

ги-

пс

Группа I

сл

До 1

0,4

0,5 0,6

1-5

0,5

0,6 0,7

Р)

Свыше 5 0,6

0,7

0,8

Ш'

Группа II

1ГС

ВС

До 1

0,3 0,4

0,5

ф<

1—5

0,4

0,5

0,6

Л1

Свыше 5

0,5

0,6 0,7

че

ки и способа заполнения штампа. Размеры заусенечных

ст

канавок второго типа определяются также, а канавок

типа III, IV, V — по табл. 2.1 для № 3, а типа VI для

М(

№ 2 в зависимости от И

Объем облоя У

может быть определен как произве-

дение средней площади его поперечного сечения 5

на

длину линии, проходящей через центр его тяжести:

Для поковок массой менее 3 кг р

—

линия, проходя-

эт

щая на расстоянии

(Ь + Ьу/2)

от периметра поковки.

Средняя площадь поперечного сечения облоя 5

на-

ходится в зависимости от площади поперечного сечения

В(

заусенечной канавки 5

по формуле 5

=^5

, где | —

коэффициент, учитывающий степень заполнения заусе-

1 нечной канавки, определяющийся в зависимости от фор-

мы и сложности поковки по табл. 2.2. Если вдоль пери-

метра ручья применяются канавки различных типов, то

д( расчет следует вести для каждого участка и суммиро-

ш вать.

_ 2.3. Построение расчетной заготовки

и эпюры сечений

Общие сведения. В основу выбора переходов штам-

повки положены форма и размеры поковки. Возможная

комбинация заготовительных ручьев при штамповке раз-

* личных поковок приведена в литературе {12] .

зс

При выборе переходов штамповки поковок первой

группы следует проверить возможность расположения

всех ручьев в одном штампе, установить потребность

производства данной поковки на двух однотипных ви-

дах оборудования, которая может быть вызвана разме-

рами поковки, сложностью формы, когда требуется цен-

тральное расположение предварительного и окончатель-

ного штамповочных ручь-

ев; выявить возможность

выноса заготовительных

операций на другие бо-

лее производительные и

экономичные машины

(ковочные вальцы, ГКМ,

Рис. 2.2. Расчетная заготовка и

н ее эпюра сечений:

о—поковка; б—расчетная (1) и

средняя (2) заготовки; в—эпюра

сечений

электровысадочные машины и т. д.), желательно, чтобы

такие процессы осуществлялись с одного нагрева с ши-

роким применением средств механизации

Выбирать заготовительные ручьи для поковок первой

группы надо с помощью построения расчетной заготовки

и ее эпюры сечений по диаграмме пределов применения

заготовительных ручьев и коэффициентам подкатки. Так

как в некоторых случаях эти расчеты могут быть весь-

ма громоздки, следует пользоваться малыми ЭВМ.

Построение расчетной заготовки и ее эпюры сечений

необходимо для конструирования ручьев, определения

размеров исходной заготовки, расчета переходов валь-

цовки на ковочных вальцах, конструирования секторов-

ттампов ковочных вальцов, конструирования проката

периодического профиля и т. д.

\ Расчетной заготовкой (рис. 2.2) называется такая

'ловная заготовка с круглыми поперечными сечениями,

ощади которых равны суммарной площади соответ-

вующих сечений поковки и облоя, т. е. 5

+25

+ 2^5

К)

где 5

— площадь поперечного сечения

. Зак. 548 33

поковки; 5

—площадь поперечного сечения облоя;

—

коэффициент заполнения заусенечной канавки по табл.

2.2; 5

—

площадь поперечного сечения заусенечной

канавки по табл. 2.1.

Внутренние перемычки (между проушинами и развили-

нами), пленки под пробивку относятся к поковке, т. е.

включаются в 5

. Диаметр расчетной заготовки в любом ме-

сте может быть определен как й

= )/45

/я — 1,13 ]А5

Площадь расчетной заготовки на концах поковки следует

принимать 5

=25

3-К

, соответственно диаметр 1,13]/^25

Построение расчетной заготовки производится сле-

дующим образом. Определив ряд В характерных се-

чениях, их откладывают по линии плоскостей симметрич-

но относительно горизонтальной оси. Полученные точки

(концы диаметров по обе стороны оси) соединяют

прямыми или плавными кривыми. Построение расчетной

заготовки выполняют в масштабе 1:1. Эпюрой попереч-

ных сечений расчетной заготовки называется такая диа-

грамма, каждая высота которой в масштабе М равна

площади соответствующих сечений расчетной заготовки,

т. е. высота эпюры Н

/М.

Масштаб М (см

/мм) следует выбирать таким обра-

зом, чтобы максимальная высота эпюры /г

тах лежала

бы в пределах (1—2) с1

. Площадь эпюры сечений рас-

четной заготовки Р

, умноженная на выбранный мас-

штаб М, равна объему расчетной заготовки

= Р

М.

Аналогично для любого участка расчетной заготовки

Уэг

гМ.

Средней расчетной заготовкой называется цилиндр

диаметром ^

ср<

длина которого /

равна длине поковки

и объем У

равен объему поковки У

с облоем

:У

=У

+У

=У

=Р

М.

Площадь поперечного сечения 5

ср

и диаметр й

ср

сред-

ней расчетной заготовки могут быть определены по форму-

лам:

р=Ур.,//

=У

; 4р= 1,131/5^.

Участок расчетной заготовки, в пределах которого

называется

стержнем,

а участок расчетной за-

готовки, где <з(э>^ср, называется головкой.

Разница между объемом головки У

и объемом средней

заготовки на участке головки называется

недо:тающиш объ-

емом, У

=Ур—(ж*ср)/4-/

, а разница между объемом сред-

ней расчетной заготовки в пределах стержня и объемом

стержня называется

избыточным объемом,

Изб

~л^с

/А4

—

Недостающий и избыточный объемы могут быть

определены из эпюры сечений по формулам: У

—}нМ;

У изб=/„збМ, где [

, /изб

—

соответственно недостающая

и избыточная площади эпюры сечений (площади, нахо-

дящиеся под и над линией Н

ср

), рис. 2.2.

Поковки с отверстиями и выемками, имеющими рез-

кие очертания, необходимо привести к плавной форме, с

условием сохранения объема.

Наибольший и наименьший диаметры расчетной заготов-

ки определяются по формулам: й

тах

= 1,13 •/8

тях

= 1,131/Л.

тах

М, й

тш=

1,13/5^

= 1,13У\.т«М.

Конусность стержня находится из выражения К=(<4—

—с1

т1в

)/1

, причем, если контур стержня очерчен ломаной

или кривой линией, или стержень имеет выступы (см. рис.

2.2) и выемки, то для нахождения размера перехода кони-

ческого стержня в головку с1

необходимо привести стер-

жень расчетной заготовки к виду усеченного конуса, поль-

зуясь формулой УЗ,Ш,]1

— 0,75^2

(п

_ 0,5й

т1п

. По

эпюре сечений диаметр конуса может быть определен из

следующего выражения й

= 1,13К5

= 1,13"|/7г

М . При-

водя сложный стержень к трапециидальному виду (см. рис.

2.2), Н

можно определить по формуле й

=2/

а с

—/г

тШ

где Р

д-С

— площадь эпюры стержня.

Расчетная заготовка, содержащая одну головку и

один стержень, называется элементарной расчетной за-

готовкой, а расчетные заготовки, содержащие более

чем один стержень или более чем одну головку, назы-

ваются сложными. При выборе переходов штамповки

пользуются элементарными расчетными заготовками,

поэтому необходимо сложную расчетную заготовку и

соответственно сложную эпюру сечений представить в

виде ряда элементарных, определив линии раздела.

Приведение сложной расчетной заготовки к ряду

элементарных осуществляется путем уравнивания избы-

точных объемов головок недостающими объемами стер-

жней и отыскания линии раздела. Например, если рас-

четная заготовка и ее эпюры сечений состоят из стерж-

з*

ня, конусность которого К^0,1, и двух головок (рис.

2.3), то от точки пересечения расчетной и средней заго-

товок в одной из головок определяют такое расстояние

х, на котором избыточный объем стержня

зб (о)

равен

недостающему объему головки У

(

). Пользуясь эпюрой

сечений/изб

= ^

(г)-

Другие примеры при-

ведения сложных расчет-

ных заготовок к элемен-

тарным даны в работах

[6, 12, 22].

Рис. 2.3. Приведение сложной

расчетной заготовки к элемен-

тарным

Методы выбора заготовительных ручьев. На прак-

тике применяются два способа выбора заготовительных

ручьев, которые базируются на соотношении размеров

расчетной и средней заготовок.

Первый метод устанавливает трудоемкость процес-

са по переходам в зависимости от работы деформации,

необходимой на перемещение избыточного объема

стержня в область недостающего объема головки, и ос-

новывается на соотношении размеров расчетной и сред-

ней заготовок, выраженном коэффициентами а = й

та

х/

М;р;

4>Л&

;

к=

(с1

—с1

т)/1с,

И массы поковки /п

Используя рассчитанные значения а, р, К, гп

, по

диаграмме пределов применения заготовительных ручьев

(рис. 2.4) определяют потребность в заготовительных

ручьях. Каждой зоне диаграммы пределов применения

заготовительных ручьев соответствует заготовительный

ручей или их комбинация.

Недостатком этого метода является то, что он не

учитывает набор, осуществляемый в штамповочных

ручьях, и не дает указаний на замену пережимного

ручья формовочным.

Второй метод дает возможность определить переходы

штамповки по коэффициенту подкатки К

• Коэффициент

подкатки определяется из соотношения размеров расчетной

и средней заготовок по формуле К

тах

ср

= е?т

ах

/^ср •

переж.— пережимной; ПО — подкатной открытый; ПЗ—подкатпой

закрытый; прот.— протяжней

Общий коэффициент подкатки равен произведению коэффи-

циентов подкатки отдельных, входящих в технологический

процесс ручьев.

Приведем значение коэффициентов подкатки ручьев К

Формовочный 1,2

Пережимной 1,2

Подкатной открытый 1,3

Подкатной закрытый 1,6

Предварительный 1,1

Окончательный 1,05

Комбинация ручьев выбирается таким образом, что-

бы /(„. о^-Кп, К

... Кп

=К

Пр

, где К„

равно произве-

дению К

выбранных ручьев. При выборе заготови-

тельных ручьев по любому из двух методов необходимо

учитывать следующее: 1) определение заготовительных

переходов для сложных расчетных заготовок с общей

средней заготовкой производится для всех элементарных

расчетных заготовок, и выбирается наиболее трудоем-

кий процесс по переходам; 2) при наличии на расчетной

ЗагОТОВКе ВЫСТУПОВ С С?В/^Т1П>

1,2

или головки слож-

ной формы рекомендуется, кроме протяжного ручья

(если он требуется по диаграмме), применять пережим-

ной или подкатной открытый ручей. Для фиксации го-

ловок после протяжки следует пользоваться формовоч-

ным или несимметричным подкатным ручьем; 3) при

сложной расчетной заготовке с различными средними

сечениями (с?юр, и т. д.) надо определить заготови-

тельные ручьи для каждой элементарной расчетной за-

готовки, исходя из ее с!

тах

, й

ср

, и выбрать наиболее тру-

доемкий по переходам процесс. Если тах/^ср. тш>

>1,2, необходим протяжной ручей, сделав его раствор а

в соответствии с с1

ср

т!п

; 4) если для расчетной заготов-

ки в целом используется только протяжной ручей и

штамповка ведется с клещевиной, то при й

ср

>30 мм

для формирования перемычки между поковкой и кле-

щевиной применяется подкатной открытый ручей; 5) при

оттяжке конца под клещевину, протяжке участка, дли-

на которого в исходной заготовке меньше ее диаметра

и при грубой оттяжке равномерного по толщине или

ступенчатого конца, вместо протяжного ручья применя-

ют площадку для протяжки; 6) выбранные заготови-

тельные ручьи следует увязывать с принятой комбина-

цией штамповочных ручьев.

2.4. Выбор переходов штамповки поковок первой группы

и определение размеров заготовки

Подгруппа 1. На основании чертежа поковки с уче-

том выбранной формы и размеров заусенечной канав-

ки строится расчетная заготовка и ее эпюра сечений.

Сложная расчетная заготовка разбивается на ряд эле-

ментарных, определяются а, р, К, т

По диаграмме пределов применения заготовительных

ручьев (рис. 2.4) или по коэффициенту подкатки уста-

навливается потребность в заготовительных ручьях с

учетом замечаний п.п. 1—6 § 2.3. После этого рассматри-

вается возможность выноса заготовительных операций

на другие типы машин (ГКМ, ковочные вальцы и т. д.)

и использования проката периодического профиля.

В случае применения пережимного ручья проверяют,

чтобы пережатая заготовка укладывалась в штамповоч-

ный ручей с зазором 2—5 мм, если же она перекрывает

штамповочный ручей, пережимной ручей заменяется

формовочным. Для поковок первой подгруппы типа А

используется окончательный ручей, а для поковок ти-

па Б — предварительный и окончательный штамповоч-

ные ручьи.

Если заготовительные переходы вынесены на другие

типы оборудования или штамповка ведется из периоди-

ческого проката с целью повышения стойкости оконча-

тельного штамповочного ручья, применяется предвари-

тельный штамповочный ручей. Поковка сложной формы

требует изготовления заготовительно-предварительных

ручьев соответствующего типа.

Подгруппа 2. Выбор заготовительных ручьев произ-

водится так же, как и для поковок первой подгруппы.

Обычно при штамповке поковок второй подгруппы при-

меняются пережимной ручей (/С

ер=1,2) и площадка

для расплющивания (/Спр=1Д).

Учитывая коэффициенты подкатки штамповочных

ручьев, при

/Си.

<1,1 рекомендуется применять площад-

ку для расплющивания вместо пережимного ручья.

Для поковок второй подгруппы типа А следует при-

менять окончательный штамповочный ручей, а для по-

ковок типа Б — предварительный и окончательный

штамповочные ручьи, а в случае весьма сложной фор-

мы— заготовительно-предварительный и окончательный

штамповочные ручьи.

Подгруппа 3. При штамповке поковок, у которых

Кп.

= 5

ах/5

р^ 1,8, переходы штамповки необходимо

выбирать по правилам для поковок первой группы под-

группы 1.

Кв.о

может быть определен без построения

расчетной заготовки по максимальному сечению бурта

или фланца и минимальному сечению стержня.

При штамповке поковок типа А рекомендуется поль-

зоваться высадочным ручьем, при штамповке поковок

типа Б — специальным протяжным и высадочным ручь-

ями. Для поковок третьей подгруппы следует применять

окончательный штамповочный ручей, предварительный

и окончательный штамповочные ручьи для повышения

стойкости окончательного в случае наличия свободного

места на зеркале штампа.

Подгруппа 4. Поковки данной подгруппы требуют

гибки, которая производится в гибочном ручье (поковки

типа А) либо в штамповочном ручье (поковки типа Б).

Гибка в нескольких плоскостях осуществляется в не-

Рис. 2.5. Построение расчетной заготовки:

а — по развертке: 1 — поковка; 2 — резвертка; 3 — расчетная заготовка раз-

вернутой поковки; 4—эпюра сечений; б—по элементам; в—по сечениям

быть произведена в штамповочном ручье. Выбираются

переходы штамповки, как и для поковок первой и второй

подгрупп, с помощью расчетной заготовки и ее эпюры

сечений.

В зависимости от формы поковки и степени вытяж-

ки при гибке применяют один из следующих методов

построения расчетной заготовки.

1. Для поковок плавной формы, изогнутых по боль-

шому радиусу без значительной вытяжки заготовки

(рис. 2.5, а), длина развертки равна длине линии, про-

ходящей на расстоянии 1/3 В

от внутреннего контура

поковки. Построение расчетной заготовки и ее эпюры

сечений производится по развертке, как для поковок с

вытянутой осью.

2. Для поковок с резкими перегибами, требующими

гибки со значительной вытяжкой, применяется метод

построения расчетной заготовки по элементам (рис.