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

Подождите немного. Документ загружается.

7505—74 для данного типа оборудования, заходные углы

= Наружный и внутренний диаметры большего

основания конической части равны соответствующим

диаметрам поковки. Высота предварительной поковки

#1 определяется по формуле (2.8). Остальные разме-

ры — геометрическим построением.

При штамповке поковок шестерен со смещенным дис-

ком размеры поковки предварительной формы устанав-

ливают в зависимости от способа получения оконча-

тельной формы каждого элемента (рис. 2.8, в). В приве-

денном примере окончательные размеры обода будут

получены обжимом, следовательно, 0\=0

, =

Окончательные размеры ступицы будут получены раз-

дачей, поэтому Д1с=^п.с, с1

^п.с-

Радиусы закругле-

ния поковки предварительной формы равны радиусам

закругления поковки, определяются по ГОСТ 7505—74.

В качестве заготовительного ручья при штамповке

поковок предварительной формы следует применять пло-

щадку для осадки, при необходимости с неглубокими

наметками для удобства центрирования в окончательном

штамповочном ручье.

2.7. Масса падающих частей штамповочного молота

С целью получения максимальной производительно-

сти в массовом и крупносерийном производстве при

штамповке в открытых штампах массу падающих частей

паровоздушного молота двойного действия следует

определять по следующим формулам [12, 22]:

для круглых в плане поковок

= 5,6.10-%(1 — 0,0005С

) [з,75 ^Ь + ^ х

X (75 + 0,00

)

+ О

+ + X

2 4 50

Х'й

2,5 (75 + 0,00Шд)-|

для поковок некруглой формы

= 5,6- 10~

ст

(1 —

0,00050

пр

) (з,75 ( Ь + х

X (75 + 0,00 Шп

) +

Опр

(у + + Е-)

где т

, т

—

масса падающих частей, кг;

—

диаметр

поковки, мм; Ь,

—

соответственно ширина и высота мос-

тика заусенечной канавки, мм; /

—

длина поковки, мм;

пр

= 1,13 УР

— приведенный диаметр некруглой в плане

поковки, мм; Ь

ср

— средняя ширина поковки, мм;

—

предел прочности материала поковки при температуре

штамповки, Н/м

; Р

— площадь поковки в плане, мм

В мелкосерийном производстве допускается приме-

нение штамповочных молотов с меньшей массой падаю-

щих частей, при условии увеличения количества ударов.

При штамповке в закрытых ручьях (безоблойной штам-

повке) круглых в плане поковок масса падающих частей

молота может быть найдена

по

формуле т=

(1—0,0050

)х

X (0,75 4- 0,001 1>п)О

а, где т

—

масса падающих частей,

т; Ь

—

диаметр поковки, см; а

—

предел прочности мате-

риала при температуре штамповки, Н/м

;

В действующем производстве массу падающих час-

тей можно определять по опыту штамповки аналогич-

ных поковок (метод аналогии) или с помощью эмпири-

ческих формул [6, 16].

2.8. Конструирование ручьев молотового штампа

Общие сведения. Ручьи молотового штампа разде-

ляются на штамповочные и заготовительные. Штам-

повочные ручьи служат для получения поковки

требуемой формы и размеров в соответствии с черте-

жом. Заготовительные ручьи необходимы для

предварительного формоизменения исходной заготовки

с учетом поперечных сечений и формы поковки в плане.

В работах [12, 6, 20] детально разобраны конструктив-

ные особенности штамповочных и заготовительных

ручьев молотового штампа, приведены основные расчет-

ные соотношения и размеры, определено их положение

на зеркале штампа. Поэтому в настоящей работе осве-

щены только основные положения конструирования

ручьев, на которые необходимо обратить внимание.

Основные положения конструирования штамповоч-

ных ручьев. В зависимости от формы поковки широкое

распространение получили окончательный штамповоч-

ный ручей, окончательный и предварительный штампо-

вочные ручьи, окончательный и заготовительно-предва-

рительный штамповочные ручьи.

Окончательный штамповочный ручей

служит для получения поковки в соответствии с требо-

ваниями чертежа, его изготовляют по чертежу поковки

для изготовления штампа (чертеж горячей поковки).

Правила составления чертежа горячей поковки приведе-

ны в главе 1. Вокруг окончательного штамповочного

ручья делается заусенечная канавка, а в передней части

клещевая выемка и литниковая канавка.

Предварительный штамповочный ру-

чей создает форму поковки, близкую к окончательной,

улучшает условия течения металла и повышает стой-

кость окончательного штамповочного ручья. Применяет-

ся при штамповке поковок сложной формы типа шату-

нов, с тонкими полотнами типа гаечных ключей, поко-

вок с отростками и штамповке поковок «валетом».

Изготовляется, как и окончательный, по чертежу

горячей поковки. В глубоких труднозаполнимых местах

штамповочные уклоны увеличиваются на 1—3°, радиусы

закругления на 2—5 мм. Вокруг предварительного штам-

повочного ручья заусенечная канавка не изготовляется.

Если расстояние между предварительным штампо-

вочным ручьем и заусенечной канавкой окончательного

ручья меньше двух ширин мостика канавки, то заусенеч-

ная канавка окончательного ручья открывается в пред-

варительный. Вблизи труднозаполнимых участков пред-

варительного штамповочного ручья рекомендуется

изготовлять канавки для торможения металла и умень-

шения размеров облоя [12]. Участки перегиба и резкого

перехода одного сечения в другое должны быть сопря-

жены по большому радиусу, сглажены.

Заготовительн о-п редварительный ру-

чей применяется при штамповке поковок с развилина-

ми, таврового и двутаврового сечения с высокими ребра-

ми и отростками. Для поковок с развилинами требуется

рассекатель. При штамповке двутаврового профиля в

зависимости от отношения высоты полки к ее ширине

используется ручей трапецеидального сечения или более

чей при наличии заготовительного ручья заготовка точно

фиксируется в штамповочном ручье. Ручей изготовляет-

ся во вставке по чертежу для изготовления штампа. Тол-

щина боковой и донной стенок вставки 20—30 мм. По-

садку выталкивателя в дно ручья следует осуществлять

таким образом, чтобы не было затекания металла между

вставкой и выталкивателем под углом

= 15—20°. Диа-

метр штока выталкивателя 40—50 мм. Зазор между

штоком выталкивателя и штампом 1,5—2,0 мм на сто-

рону. Наметки нужно выполнять сменными.

Ширина замка определяется следующим образом:

(к

к), где к

— высота полости штамповочного

ручья; к — глубина входа верхнего штампа в нижний,

для молотов 1,0—10,0 т — 15—25 мм.

Высота замка Н—45—80 мм и расстояние замка до

края штампа ^ =

40—100

мм, для молотов с массой па-

дающих частей от

1 —10

т. Радиусы закруглений г

Ъ—

сложной формы. Все размеры сечений приведены в спра-

вочнике [12]. При штамповке поковок отросткам в заго-

товительно-предварительном ручье придается более про-

стая форма и они соединяются с основной полостью

ручья по большому радиусу [12, 20].

Закрытый штамповочный ручей, распо-

ложенный в нижнем штампе, служит для получения по-

ковки без облоя (допус-

^ кается незначительный

торцовый заусенец, обра-

зовавшийся вследствие

избытка металла в за-

готовке), рис. 2.9.

Нижнее расположе-

ние ручья обеспечивает

большую стойкость, об-

легчает укладку заготов-

ки в штамповочный ру-

Рис. 2.9. Закрытый штамповоч-

ный ручей

10 мм, г

4—8

мм,

7?!

= 10 мм,

мм. Угол наклона

боковых стенок замка а= 1°.

Выталкиватель приводится в движение пневматиче-

ским цилиндром, закрепленным на фундаменте молота

через рычаг, проходящий в пазе хвостовика штампа

(пневматический цилиндр на рис. 2.9 не показан).

Клещевая выемка штамповочных ручьев предназна-

чена для размещения части заготовки и клещей, кото-

рыми удерживается заготовка в процессе штамповки, и

для облегчения удаления поковки из ручья. Клещевая

выемка соединяется с гравюрой штамповочного ручья

литниковой канавкой, служащей для воспроизведения

фигуры ручья из материала, дающего малую усадку с

целью контроля размеров ручья. Конструкция и разме-

ры клещевой выемки и литниковой канавки определяют-

ся в зависимости от способа штамповки [12]. При штам-

повке поковок в торец осадкой, когда не требуется удер-

живать заготовку в клещах применяется клещевая

выемка в виде лыски, обеспечивающей удобство захва-

та отштампованной поковки за облой [12].

Основные положения конструирования заготовитель-

ных ручьев. Заготовительные ручьи по назначению мо-

гут быть разбиты на следующие виды: 1) ручьи, предна-

значенные для изменения формы исходной заготовки в

соответствии с поперечными сечениями поковки; 2) за-

готовительные ручьи, изменяющие форму заготовки с

учетом формы поковки в плане; 3) заготовительные

ручьи, увеличивающие площади поковки (или части по-

ковки) в плане за счет уменьшения ее высоты. В табл.

2.3 приведены классификация заготовительных ручьев

и штампуемые в них поковки.

Заготовительные ручьи первого вида могут быть от-

крытые (со стороны боковой грани штампа) и закры-

тые. Открытые ручьи прямоугольного сечения, закры-

тые — овального. Закрытые гюдкатные ручьи дают боль-

шую производительность, более интенсивный набор

металла. Их следует применять при многоштучной

штамповке с целью интенсификации подкатки и лучше-

го оформления элементов поковки. Несимметричный

подкатной ручей применять взамен формовочного при

/(>1,2. Смешанный подкатной ручей обеспечивает ин-

тенсивную подкатку. Прямоугольная форма головок

заготовки, полученная в открытой части ручья, наибо-

Табл. 2.3. Классификация заготовительных ручьев молотового

штампа

Ручьи

Группы и подгруппы поковок [12]

Первого вида:

подкатные:

пережимной

1—2 1 — 1 1—5 1—6

открытый

1—1 1—4 1-5 1-6

закрытый 1—1 1—4 1-5 1—6

смешанный 1—1 1—4 1-5 1—6

несимметричный 1—1 1—5 1-6

протяжные:

открытый

1—1 1—4 1—5 1-6

закрытый

1-1 1—4 1—5 1—6

специальный (конический) 1—3 1—5 1-6

—

площадка для протяжки

1—2 1—5 —

—

Второго

вида:

•формовочный

1 — 1

1—5

— —

гибочный 1-4 1—5

—

Третьего вида:

площадка для осадки

II—1 II—2

— —

« для расплющивания 1—2 1—5 1-6

—

высадочный 1—3 II—3

—

лее приемлема для последующей наметки

(пробивки)

отверстий.

Детальный расчет конструктивных элементов всех

ручьев первого вида приведен в [12, 20]. Основные прин-

ципы конструирования могут быть рассмотрены на при-

мере подкатных ручьев (рис. 2.10). Ширина открытого

ручья определяется по формуле

В = (5

зг

/А

1П) + (10-20) ММ. (2.9)

Размеры профиля по высоте рассчитываются по фор-

муле

\ай

где

р,

— для подкатных ручьев определя-

ется по табл. 2.4, для пережимного — по аналогичной

таблице [12].

Рис. 2.10. Подкатные ручьи:

а—открытый; б—закрытый; в, г—поперечные сечения закрытых подкат-

ных ручьев

Горизонтальные участки стержня заменяются на^-

клонными с углом наклона 2—5° в обе стороны от ли-

нии раздела к головкам в случае сложной расчетной

заготовки или в сторону набора для элементарной рас-

четной заготовки.

Длины отдельных участков подкатного ручья опре--

деляются по расчетной заготовке с учетом усадки 1,5%

Табл. 2.4. Значение коэффициента и для подкатного ручья [12]

Сечение

зг

. мм

Сечение

<30

| 30—60

>60

Стержня

^э. т1п С

тт)

0,8

0,75 0,7

с ^э.к (

к)

0,85 0,8 0,75

Головки

^э. шах С

тах)

1,1

1,05

1,0

2=1,015 /

. Размеры перемычки от ручья до выемки под

клещевину приведены на рис. 2.10, а т=(

1—2)п.

Места перехода одного сечения в другое (головки в

стержень) сопрягаются по большому радиусу, величина

которого определяется в зависимости от высоты уступа

Ки К2 (рис. 2.10, а). Размеры концевой канавки для

укладки уса в зависимости от диаметра заготовки при-

ведены в работе [12].

Ширина закрытого подкатного ручья (рис. 2.10,6)

определяется по формуле

= 1,15 5

зг

//1

т1п

Поперечное сечение закрытого подкатного ручья в

зависимости от диаметра заготовки строится следую-

щим образом: а) при -0

ЗГ

<80 мм (рис. 2.10, в) —это

дуга окружности, проходящая через три точки; б) при

г>80 мм (рис. 2.10, г) на участке стержня это дуга

радиуса Я' и две касательные к ней из крайних точек

сечения; на участке головки только дуга

Открытый протяжной ручей прямоугольного сечения

может располагаться под углом 10—20° к оси штампа.

Закрытый и специальный (конический) протяжные

ручьи овального сечения находятся параллельно оси

штампа.

Интенсивность протяжки в овальном ручье выше,

-чем в прямоугольном. Размеры ручьев в зависимости

от длины протяжки и размеры заготовки приведены в

16, 12]. Площадка для протяжки применяется, когда

длина протягиваемой части заготовки меньше длины

протяжного порога, а также для протяжки клещевого

конца. Используется часть свободной поверхности зер-

кала штампа в одном из передних углов штампа или

между ручьями, грани штампа у площадки скругляются

радиусом 10—25 мм [12].

Построение профиля формовочного и гибочного ручь-

ев заключается в отыскании такой фигуры, которая бы

вписывалась в контур поковки с зазором 2—-10 мм в за-

висимости от массы падающих частей молота [12]. За

исключением участков гибочного ручья в местах резкого

перегиба, где возможно образование складок, контур

гибочного ручья перекрывает контур поковки. Высту-

пающие над плоскостью разъема зубья гибочного

ручья должны быть равнопрочны и выступать над пло-

скостью разъема примерно одинаково, заготовка в ручей

укладывается горизонтально и центрируется в фикси-

рующих желобах. Ширина формовочных и гибочных

ручьев определяется по формуле (2.9), размеры клеще-

вой выемки такие же, как у ручьев первого вида. Кон-

структивные размеры этих ручьев приведены в [12].

Размеры площадки для осадки и размеры штампа

без замка следует определять путем графического по-

строения (рис. 2.11). Для этого из центра штамповоч-

ного ручья (точки пересечения оси шпонки и оси хво-

стовика) радиусом

Дп/2

+ +

мм, где Б

й —

соответственно диаметры поковки и осаженной заготовки,

провести дугу, которая является линией положения цен-

тров площадки для осадки. Расстояние от центра пло-

щадки для осадки до передней и боковой граней штам-

па с?/2+15 мм. При расчете размеров штампа надо,

пользоваться следующими соотношениями:

а = е + с

мм; с>.Оп/2-И;

л:

+ с?/2+15 мм;

Н +

с+5 мм;

;

/г

= /С+й?/2+15 мм, где х=Я соз а, К=Н зш а. Все обо-

значения приведены на рис. 2.11, а.

Размеры штампа выбираются ближайшими по раз-

мерам штамповых кубиков [12] и согласуются с разме-

рами штампового пространства молота с учетом зазора

(не менее 20 мм) между штампом и станиной молота..

Угол наклона оси площадки для осадки, проходящей

через центр штампа к оси шпонки, а= 15—45°.

На рис. 2.11, а приведено два варианта расположе-

ния площадки для осадки, размеры первого без индек-

сов, размеры второго с индексом 1. Для уменьшения га-

баритов штампа при размещении площадки для осадки

можно использовать часть площади штамповочного,

ручья в зоне заусенечной канавки (рис. 2.11,6), при

этом необходимо предусмотреть плавный переход от

канавки на зеркало штампа.

Рис. 2.11. Площадка для осадки