Реферат на тему ковка и штамповка
Обновлено: 04.07.2024
Кузнечное ремесло и кузнечное производство имеют многовековую историю. Человеку давно были известны простейшие кузнечные инструменты для ковки: молот, клещи и наковальня, а также и простейшее нагревательное оборудование — горн. Первая механизация процессов ковки относится к XVI веку, когда стали применять механические рычажные, вододействующие молоты, приводимые энергией водяного потока. При отсутствии гидроэнергии применялись копровые (падающие) молоты.
В 1842 году Джеме Несмит построил первый паровой молот, а в 1846 году Армстронг — первый паровой гидропресс. В том же XIX веке начали применять приводные механические и пневматические молоты, получили развитие кривошипные прессы и другие кривошипные кузнечно-штамповочные машины.
Штамповка и ее виды
Штамповка — процесс пластической деформации материала с изменением формы и размеров тела. Чаще всего штамповке подвергаются металлы или пластмассы. Существуют два основных вида штамповки — листовая и объёмная. Листовая штамповка подразумевает в исходном виде тело, одно из измерений которого пренебрежимо мало по сравнению с двумя другими (лист до 6 мм).
Примером листовой штамповки является процесс пробивания листового металла в результате которого получают перфорированный металл (перфолист).
В противном случае штамповка называется объёмной. Для процесса штамповки используются прессы — устройства, позволяющие деформировать материалы с помощью механического воздействия.
По типу применяемой оснастки штамповку листовых материалов можно разделить на виды:
штамповка в инструментальных штампах,
штамповка эластичными средами,
Рисунок 1 — Схемы штамповки на различных видах оборудования:
- ручей штампа;
- 2 — облой;
- 3 — выталкиватель
Различают штамповку в открытых и закрытых штампах (рисунок 1).
В открытом штампе избыток металла выдавливается наружу (в облой), поэтому
заготовки можно нарезать с малой точностью на пресс-ножницах. При безоблойной штамповке весь металл расходуется на изделие, но появляется необходимость в точной дозировке металла, что возможно при резке заготовок на пилах.
Обработка металлов давлением (2)
. применяются так называемые комбинированные штампы. Для операций холодной штамповки необходимо использовать металлы и сплавы, которые обладают гибкостью, пластичностью, а также дешевизной. 2. Виды обработки металлов давлением Процессы обработки металлов давлением по назначению подразделяют на .
Фасонные штампованные детали получают окончательную форму в
чистовом штампе, а предварительную — либо в черновом (заготовительном)
штампе, либо на специализированном оборудовании (ковочных вальцах), либо свободной ковкой.
Горячая объёмная штамповка
Горячая объёмная штамповка — это вид обработки металлов давлением, при которой формообразование поковки из нагретой заготовки осуществляют с помощью специального инструмента — штампа. Течение металла ограничивается поверхностями полостей (а также выступов), изготовленных в отдельных частях штампа, так что в конечный момент штамповки они образуют единую замкнутую полость (ручей) по конфигурации поковки. В качестве заготовок для горячей штамповки применяют прокат круглого, квадратного, прямоугольного профилей, а также периодический. При этом прутки разрезают на отдельные (мерные) заготовки, хотя иногда штампуют из прутка с последующим отделением поковки непосредственно на штамповочной машине.
Применение объемной штамповки оправдано при серийном и массовом производстве. При использовании этого способа значительно повышается производительность труда, снижаются отходы металла, обеспечиваются высокие точность формы изделия и качество поверхности. Штамповкой можно получать очень сложные по форме изделия, которые невозможно получить приемами свободной ковки.
Штамповка в открытых штампах
Штамповка в открытых штампах характеризуется переменным зазором между подвижной и неподвижной частями штампа. В этот зазор вытекает часть металла — облой, который закрывает выход из полости штампа и заставляет остальной металл заполнить всю полость. В конечный момент деформирования в облой выжимаются излишки металла, находящиеся в полости, что позволяет не предъявлять высокие требования к точности заготовок по массе. Штамповкой в открытых штампах можно получить поковки всех типов.
Штамповка в открытых штампах сопровождается образованием заусенца (облоя), который выполняет специальные технологические функции.
На рисунке 2 представлена схема штамповки в открытых штампах. Верхняя половина штампа 1 перемещается под действием усилия Р и давит на торцевые поверхности заготовки 5. Металл при этом деформируется в ручьях 6 штампа, образованного верхней 1 и нижней 2 половинами, и, заполняя его, вытекает в заусенечную канавку 3. Сформированная таким образом поковка 4 имеет по периметру заусенец (облой) 7. Для извлечения поковки из штампа служат штамповочные уклоны α , величина которых составляет 5-10о.
штамповка листовой металл
Рисунок 2 — Схема штамповки в открытых штампах
Открытая штамповка характеризуется следующими факторами.
Объем металла при ней — непостоянен. Следовательно, имеется часть металла, которая удаляется в отход. При этом должно соблюдаться условие
заг =Vпок + Vзаус,
Направление вытеснения металла перпендикулярно направлению движения штампа.
Заусенец (облой) создает противодавление, которое, увеличивая гидростатическое давление в штампе, обеспечивает заполнение угловых элементов ручья, при этом реализуется возможность регулирования заполнения штампа.
При открытой штамповке выделяют три основные стадии течения металла (рисунок 3): свободную осадку (рисунок 3,а); заполнение штампа (рисунок 3,
Разработка технологического процесса листовой штамповки
б) и выдавливание заусенца (рисунок 3, в).
На практике существует и четвертая (нежелательная) стадия, когда ручьи штампа заполнены, но поковка не выполнена по высоте (ее часто называют доштамповкой).
Постадийное изменение усилия штамповки представлено на рисунок 3, г.
Основной недостаток штамповки в открытых штампах — это большие потери металла на заусенец, которые зависят от массы и формы поковок и могут достигать 30 % и более. Кроме того, волокна металла при удалении облоя оказываются перерезанными, что существенно снижает качество поковок.
Заусенечную щель выполняют в виде специальной канавки. Она состоит из магазина (приемной части) и мостика (переходная часть от основнойполости штампа).
Магазин должен быть заполнен не более чем на две трети от своего объема, в противном случае возможна поломка штампа. Канавки (рисунок 4) выполняют двух видов:
- для машин со свободным ходом (молот, гидропресс);
- для машин с регламентированным ходом (кривошипные пресса).
Рисунок 3 — Схема стадий течения металла при штамповке: a — стадия свободной осадки; б — стадия заполнения штампа; в — стадия выдавливания заусенца
Рисунок 4 — Формы заусенечной канавки: а — для машин со свободным ходом;
б — для машин с регламентированным ходом
Стадии процесса штамповки в открытых штампах
На первой стадии происходит свободная осадка заготовки на величину DH1.В более сложных случаях свободная осадка сопровождается частичным выдавливанием в дополнительные углубления полости или прошивкой металла с образованием выемок в поковке.
С момента соприкосновения заготовки с боковыми стенками штампа начинается вторая стадия штамповки. Эта стадия штамповки завершается при обжатии на DH2.
На третьей стадии штамповки при обжатии на DH3 избыточный металл заготовки вытекает в канавку. Третья стадия штамповки характерна тем, что в это время заусенец выполняет свою основную технологическую функцию — закрывает полость штампа. При дальнейшей деформации сопротивление выходу металла в канавку возрастает вследствие уменьшения заусеничной щели. Так как сопротивление течению металла в незаполненные углы полости теперь меньше, чем в канавку, то к концу этой стадии ручей штампа оказывается заполненным.
На четвертой стадии происходит вытеснение избыточного металла из полости штампа. Обжатие совершается на величину DH4 (величину недоштамповки до размеров по чертежу поковки).
Наибольшее сопротивление деформации достигается именно на этой стадии.
Рисунок 5 — Стадии процесса штамповки в открытых штампах.
Список использованной литературы
Разработка технологии горячей объемной штамповки шестерни привода насоса
. Получение задания на курсовую работу 5-6 2. Написание пояснительной записки 6-14 2.1 Сущность обработки металлов давлением, в т.ч. горячей объемной штамповки 6-8 2.2 Характеристика . сцепления. Однако преимущества превосходят недостатки, зубчатые колеса широко распространены. Горячая объемная штамповка -, В качестве заготовок для горячей штамповки в подавляющем больши Конфигурация поковок .
1. Голенков В.А., Дмитриев А.М., Кухарь В.Д., Радченко С.Ю., Яковлев С.П., Яковлев С.С. Специальные технологические процессы и оборудование обработки давлением. М.: Машиностроение, 2004. — 464 с.: ил.
— Ковка и штамповка: Справочник в 4 т.; Под ред. Е.И. Семенова и др. — М.: Машиностроение, 1987. — Т.2: Горячая объемная штамповка; Под ред. Г.А. Навроцкого. — 384 с.
— Брюханов А.Н., Ребельский А.В. Горячая штамповка. Конструирование и расчет штампов. М. Металлургиздат 1952г. 665 с. с илл.
Примеры похожих учебных работ
Разработка технологии горячей объемной штамповки шестерни привода насоса
. штамповочные уклоны. В курсовой работе рассмотрен метод получения заготовки горячая объемная штамповка для детали шестерня привода . зубчатые колеса широко распространены. Горячая объемная штамповка -, В качестве заготовок для горячей штамповки .
Объёмная штамповка
. от её начальной конфигурации и объёма. 1. Объемная штамповка Под объемной штамповкой понимают процесс, при котором металл заготовки . и многоручьевыми - для сложных. 1.2 Горячая объемная штамповка Горячая штамповка по сравнению с ковкой обладает рядом .
Горячая объемная штамповка
. не только объекты тяжелой и однообразной работы, но и работы по созданию и применению принципиально новых систем . затрудняет или делает неоправданной механизацию процессов горячей штамповки. Существует несколько способов повышения стойкости штамповой .
Обработка металлов давлением (2)
. и сплавы, которые обладают гибкостью, пластичностью, а также дешевизной. 2. Виды обработки металлов давлением Процессы обработки металлов давлением по назначению подразделяют на два вида: для получения заготовок постоянного поперечного сечения .
Обработка металлов давлением (3)
Важной особенностью этого вида деформации является отсутствие разрушения. Конечно, разные металлы и их сплавы обладают различной способностью деформироваться без разрушения. Пластичность металлов оценивается величиной относительного удлинения .
Сортамент стали для холодной штамповки и основные технические требования к ней. Подготовка металла к процессу штамповки. Используемые схемы пластического формообразования стержневых крепежных изделий. Особенности изготовления заклепок и винтов.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | реферат |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 09.04.2015 |
| Размер файла | 21,0 K |
Соглашение об использовании материалов сайта
Просим использовать работы, опубликованные на сайте, исключительно в личных целях. Публикация материалов на других сайтах запрещена.
Данная работа (и все другие) доступна для скачивания совершенно бесплатно. Мысленно можете поблагодарить ее автора и коллектив сайта.
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Подобные документы
Требования, предъявляемые к качеству металла, его подготовка к штамповке. Многопозиционные автоматы для объемной штамповки стержневых и коротких деталей и комбайны для полного изготовления деталей. Основные недостатки и достоинства холодной деформации.
реферат [2,9 M], добавлен 21.01.2016
Обоснование рациональности способа горячей объемной штамповки. Преимущества штамповки на кривошипных горячештамповочных прессах (КГШП). Технологическая разработка процесса штамповки детали на примере детали "втулка" - выбор материала, расчеты, схемы.
курсовая работа [166,9 K], добавлен 16.04.2008
Классификация типов производства формообразования деталей. Состав и структура грузо-подъемного механизама, построенного на разгрузке МЛД ПР и укладке отливок в тару. Операции холодной штамповки. Работы по подготовке штампов в ГПЛ холодной штамповки.
контрольная работа [313,5 K], добавлен 23.05.2010
Виды штамповки листовых материалов, различающиеся по типу применяемой оснастки. Сущность процесса горячей объёмной штамповки, ее применение при серийном и массовом производстве. Особенности штамповки в открытых штампах, основные стадии течения металла.
реферат [1,3 M], добавлен 12.12.2012
Физические основы объемной штамповки, характеристика оборудования, оснастки и инструментов. Основные режимы работы, используемые материалы и изделия. Геометрическая точность поковок. Патентное исследование метода обработки. Расчет усилия штамповки.
При штамповки на КГШП применяют следующие переходы: осадку, пережим, гибку, предварительную и окончательную штамповку в открытых или закрытых штампах, штамповку выдавливанием, калибровку, отрубку.
Штамповка на прессах создаёт благоприятные условия для механизации и автоматизации технологических процессов и транспортировки поковки.
Содержание
Введение………………………………………………………………………….4
1. Конструирование чертежа поковки………………………………………. 5
1.1. Расчетная масса поковки……………………………………………. 5
1.2. Класс точности поковки, группа стали и степень сложности………6
1.3. Определение исходного индекса……………………………………. 7
1.4. Припуски на механическую обработку………………………………7
1.5. Допуски…………………………………………………………………8
1.6. Кузнечные напуски……………………………………………………10
1.7. Объем заусенца и размеры заусенчатой канавки……………………10
2. Выбор переходов штамповки………………………………………………12
2.1. Коэффициент подкатки……………………………………………….13
3. Определение размеров заготовки…………………………………………..14
3.1. Расчет массы заготовки……………………………………………….18
4. Определение температурного режима нагрева………………………. …19
5. Расчет усилия штамповки………………………………………………..…25
5.1. Резка прутков на мерные заготовки………………………………….26
5.2. Усилие резки металла на заготовки…………………………………..27
5.3. Усилие обрезки облоя…………………………………………………28
6. Конструирование штампа…………………………………………………..29
6.1. Материалы и стойкость штампов…………………………………….31
7. Организация рабочего места………………………………………………..32
Заключение…………………………………………………………………..34
Список использованной литературы……………………………………….35
Прикрепленные файлы: 1 файл
Пояснилка.docx
- Конструирование чертежа поковки………………………………………. 5
- Расчетная масса поковки……………………………………………. 5
- Класс точности поковки, группа стали и степень сложности………6
- Определение исходного индекса……………………………………. 7
- Припуски на механическую обработку………………………………7
- Допуски…………………………………………………………… ……8
- Кузнечные напуски……………………………………………………10
- Объем заусенца и размеры заусенчатой канавки……………………10
- Коэффициент подкатки……………………………………………….13
- Расчет массы заготовки……………………………………………….18
- Резка прутков на мерные заготовки………………………………….26
- Усилие резки металла на заготовки…………………………………..27
- Усилие обрезки облоя…………………………………………………28
- Материалы и стойкость штампов…………………………………….31
Список использованной литературы……………………………………….35
Задачей ковки и объёмной штамповки является придание заготовке требуемой формы путём пластической деформации. В процессе правильной разработки технологического процесса обработки давлением и обеспечении необходимого термомеханического процесса обработки можно создать в обрабатываемом металле такую структуру и механические средства, которые бы в наибольшей степени удовлетворяли требованиям, предъявляемым к изготавливаемым деталям.
Как способ придания металлу требуемой формы обработка давлением успешно соперничает с литейным производством и уступает ему только по сложности конфигурации получаемых деталей, а так же по сложности производства, но по качеству металла отлитые детали идентичны штамповочным.
Чем совершеннее процесс обработки металла давлением, тем меньше отходов металла, при этом многие процессы обработки давлением осуществляются вовсе без потери металла. Кроме того, обработка давлением, как процесс формы образования, значительно экономичней и дешевле обработки резаньем.
При штамповки на КГШП применяют следующие переходы: осадку, пережим, гибку, предварительную и окончательную штамповку в открытых или закрытых штампах, штамповку выдавливанием, калибровку, отрубку.
Штамповка на прессах создаёт благоприятные условия для механизации и автоматизации технологических процессов и транспортировки поковки.
- Конструирование чертежа поковки
- Расчетная масса поковки
Расчетная масса поковки определяется исходя из ее номинальных размеров. Ориентировочную величину расчетной массы поковки Мпр определяют по формуле:
где – масса детали,
– коэффициент для определения ориентировочной расчетной массы поковки.
Для деталей удлиненной формы с прямой осью:
Расчетная масса поковки:
- Класс точности поковки, группа стали и степень сложности.
- Объём заусенца и размера заусенечной канавки.
Класс точности поковок устанавливается в зависимости от технологического процесса и оборудования для её изготовления, а также исходя из предъявляемых требований к точности размеров поковки (приложение 1, табл. 19).
Группу стали определяем по (1. табл.1)
Сталь 15: углерода 0,15 % =>
Степень сложности определяется путем вычисления отношения массы (объема) поковки Cn к массе (объему) геометрической фигуры, в которую вписывается форма поковки Сф.
Степень сложности: С1
Деталь осесимметричная => поверхность разъема штампа плоская.
Допуски, установленные стандартом, распространяются на все номинальные размеры поковки.
Припуски, установленные стандартом, распространяются на все обрабатываемые размеры поковки.
Правила выполнения чертежа поковки по ГОСТ 3.1126.
Исходный индекс для последующего назначения основных припусков, допусков и допускаемых отклонений определяется в зависимости от марки стали, степени сложности и класса точности поковки (1,табл.2).
Масса поковки 0,5 кг
Степень сложности С1
Класс точности Т2
Следовательно исходный индекс 3.
Припуск на механическую обработку включает основной, а также дополнительные припуски, учитывающие отклонения формы поковки. Величины припусков следует назначать на одну сторону номинального размера поковки.
Основные припуски на механическую обработку поковок в зависимости от исходного индекса и шероховатости поверхности детали по ГОСТ 2.789 устанавливаются по (1. табл 3)
1.4.2 Дополнительные припуски.
Дополнительные припуски, учитывающие смещение поковки, изогнутость, отклонения от плоскости и прямолинейности, межцентрового и межосевого расстояния, угловых размеров, определяются исходя из формы поковки и технологии её изготовления.
В зависимости от класса точности Т2 устанавливаются дополнительные припуски на механическую обработку.
Смещение по поверхности разъемов штампа - 0,2 мм.
Изогнутость и отклонение от плоскости и прямолинейности - 0,3 мм.
Разрешается округлить линейные размеры поковки с точностью до 0,5 мм.
Минимальная величина радиусов закруглений наружных углов поковок в зависимости от глубины плоскости ручья штампа равна 2 мм.
Допуски и допускаемые отклонения линейных размеров поковок назначаются в зависимости от исходного индекса и размера поковки.
Допускаемая величина смещения по поверхности разъёма штампа определяется в зависимости от массы поковки, конфигурации поверхности разъема штампа и класса точности и не должна превышать: 0,2 мм (1. табл. 9).
Допускаемая величина остаточного облоя определяется в зависимости от массы поковки и класса точности и равна: 0,3 мм (1. табл. 10).
Допуск радиального биения цилиндрических поверхностей не должна превышать удвоенной величины, указанной в (1. табл 13) 0,5 ∙ 2 = 1 мм.
Допускаемые отклонения по изогнутости от плоскостности и от прямолинейности для плоских поверхностей устанавливаются по (1. табл 13) 0,5 мм при Т2 и длине поковки l: 115,01 мм.
Допускаемые отклонения торца стержня поковки после отрезки заготовки от прутка, не подвергаемого деформации при штамповке (1. табл 15). Dmax= 45,6 мм.
x=0,08∙d = 3, 648 мм;
Допускаемая неперпендикулярность поверхности среза к оси заготовки до 7 .
На поковке допускается след в виде впадины или выступа, образующийся от выталкивателя или от зажимных элементов штампа.
Глубина впадин должна быть не более 0,5 величины фактического припуска. Высота выступа допускается до 3мм на обрабатываемой поверхности, а на необрабатываемой поверхности должна быть согласована между изготовителем и потребителем.
Допускаемые отклонения формы и расположения поверхности являются самостоятельными и не зависят от допусков.
Допускаемые отклонения штампованных уклонов на поковках устанавливаются в пределах их номинальной величины.
Кузнечные напуски могут быть образованы на поковке штамповочными уклонами радиусами закруглений внутренних углов, непробиваемой перемычкой в отверстиях и невыполнимыми в штамповочных операциях поднутрениями и полостями.
Штамповочные уклоны не должны превышать 7 ˚ для штамповки на КГШП
Количество металла, вытекающего в заусенечную канавку, зависит от ряда факторов, прежде всего от распределения объёма металла заготовки в ручье и от соответствия между формами вертикальных сечений ручья и заготовки.
В соответствии со своим назначением канавка имеет по ширине обычно два участка: низкий – мостик, прилегающий непосредственно к ручью, и расположенный за ним более высокий – магазин. На участке мостика создаётся сопротивление истечению металла из ручья в заусенец. Магазин служит для размещения большей части избыточного объёма заготовки.
Наиболее широко применяют канавки с сечением типа I. Глубокая часть ручья магазина снижает прочность стенки ручья. Поэтому её размещают, как правило, в верхней части штампа. Последняя, соприкасаясь с горячим металлом в течение более короткого времени, разогревается меньше нижней и стенки ручья остаются достаточно прочными.
1.Обоснование рациональности способа горячей объемной штамповки..
1.1 Анализ конструкции детали
1.2 Характеристика материала детали
1.3 Преимущества штамповки на КГШП
1.4 Преимущества индукционного нагрева
1.5 Выбор способа штамповки поковки
2. Конструирование поковки
2.1 Выбор поверхности разъема штампа
2.2 Исходные данные
2.3 Припуски и кузнечные напуски
2.4 Размеры поковки и допускаемые отклонения
2.5 Назначение напусков
2.6 Определение массы поковки
2.7 Разработка чертежа поковки
3. Технологический процесс
3.1 Определение размеров исходной заготовки
3.2 Определение усилия отрезки заготовки
3.3 Определение коэффициента раскроя и нормы расхода металла
3.4 Выбор операций и переходов штамповки
3.5 Температурный режим штамповки
3.6 Индукционный нагрев заготовок
3.7 Определение размеров осаженной заготовки
3.8 Определение усилия штамповки
3.9 Смазочные материалы
3.10 Определение усилия обрезки облоя
3.11 Термическая обработка поковок
3.12 Очистка поковок от окалины
3.13 Технологическая карта техпроцесса
3.14 Контроль поковок
4. Проектирование штампов
4.1 Проектирование штампа КГШП
4.2 Проектирование обрезного штампа совмещенного действия
4.3 Эксплуатация штампов
Ковка и штамповка поковок деталей машин, инструмента других металлоизделий являются древнейшими процессами металлообработки, но и в наше время эти процессы наиболее распространены из – за высокой производительности, экономичности и качества продукции.
Экономное расходование металла при изготовлении поковок заложено в самой идее пластического формоизменения при обработке давлением, которая состоит в преобразовании заготовки простой формы в заготовку сложной формы того же объема. Отходы производства поковок не присущи технологии ковки и объемной штамповки и большее или меньшее их количество характеризует лишь степень достигнутого технического совершенства данного способа производства поковок.
Возможность использования высоких скоростей деформации, быстроходность современных кузнечных машин и небольшое число необходимых относительно несложных технологических операций обуславливает кратковременность рабочего цикла и высокую производительность кузнечно – штамповочного производства. Кованные и штампованные изделия отличаются высокими механическими свойствами. Общеизвестно, что лучший металл – это металл деформированный, а затем термически обработанный.
В современной металлообрабатывающей промышленности кузнечно – штамповочное производство является одним из основных способов изготовления заготовок и деталей. Свободной ковкой и объемной штамповкой изготавливают заготовки и детали массой от десятков граммов, до сотен тонн, размерами от сантиметров до нескольких десятков метров.
Свободной ковкой и горячей объемной штамповкой перерабатывают 7…8% выплавляемой, стали.
1. Обоснование рациональности способа горячей объемной
Наружный диаметр (наибольший) – 142 мм;
Наружный диаметр (верхний) – 90 мм;
Наружный диаметр (нижний) – 111 мм;
Внутренний диаметр – 88 мм.
Материал детали – качественная конструкционная углеродистая сталь45 ГОСТ 1050 – 89. Ее механические характеристики приведены в табл.1 и табл.2.
Читайте также: