Анализ исходных данных и выбор марки материала детали.
- Тип производства: серийное производство N=5000 штук в год.
- Габариты поковки: диаметр 200 мм, высота 80 мм.
Выбор вида обработки давлением.
Т.к для серийного производства использование ковки экономически и технологически невыгодно, а габариты поковки и ее масса делают метод холодной объемной штамповки также затруднительным, считаю целесообразным получение данной поковки методом горячей объемной штамповки. Марка: Сталь 45. Для этой марки не подходит холодная объемная штамповка, т.к σвр>600МПа. Целесообразно получение поковки заданной детали горячей объемной штамповкой в открытом молотовом штампе.
Разработка технологического процесса изготовления поковок
В качестве поверхности разъема штампов выбираем плоскость «А-А», перпендикулярную оси зубчатого колеса и расположенному в сечении, соответствующему максимальному диаметру детали. При таком расположении плоскости разъема одна из полостей штампа будет более глубокой. Эту плоскость следует расположить в верхней половине штампа, т.к. металл затекает вверх лучше.
Припуски назначаем на поверхности, требующие последующей механической обработки. Для этого определяем исходный индекс поковки. КР=1.5
Vдет=0,000664 м3; Мдет=5,2 кг
Мпок=7,8 кг; Vпок= 0,000997 м3
Для определения степени сложности поковки найдем объем геометрической фигуры, в которую вписывается поковка. В нашем случае это цилиндр диаметром 208 мм и высотой 80мм.
VФ= =0,00145м3
Находим отношение объема поковки к объему описанной фигуры:
=0,687, что соответствует С1 первой степени сложности.
Группа стали
М2(так как Сталь 45 содержит 0,42% углерода, что больше 0,35%)
Класс точности
Класс точности Т4
Индекс группы поковки
Определяем пол таблице исходный индекс=10
В соответствии с найденным индексом поковки устанавливаем припуски на сторону и допускаемые отклонения размеров поковки.
Элемент детали | Припуск на сторону (мм) | Размер поковки (мм) | ||
размер | Наименьшее отклонение | Наибольшее отклонение | ||
Диаметр 208 мм | 1,9 | 211,8 | -0,8 | +1,4 |
Диаметр 62 мм | 1,6 | 58.8 | -0,5 | +1,1 |
Толщина 60 мм | 1,5 | -0,5 | +1,1 |
Наружные и внутренние штамповочные уклоны:
Наружные - 5°
Внутренние - 7°
Радиусы закругления на поковку:
Для внешних углов поковки принять Rнар=2.5мм
Внутренние радиусы закруглений принять в 3 раза больше Rвнутр=7.5мм
4. Определение размеров исходной заготовки:
Мзаг=Мпок+Мобл+Муг
Массу облоя примем равной Мобл=0,1 Мпок, что соответствует усредненным потерям металла на облой при штамповке поковок такого типа.
Массу угара примем в размере Муг=0,01Мпок,(предполагаем, что для нагрева используется индукционное нагревательное устройство).
Тогда масса и объем исходной заготовки будут равны:
Мзаг=1,11Мпок=8,658 кг
Vзаг=0,0011м3; Hзаг=2D
Dзаг= =0,0888 м
Принимаем в соответствии с ГОСТ 2590-88 диаметр прутка 90 мм.
Тогда высота заготовки равна Hзаг= =0,173м
Окончательно принимаем размеры сходной заготовки: Dзаг=90мм, Hзаг=173мм.
Последовательность изготовления поковки горячей объемной штамповкой
- отрезка заготовки дисковой фрезой.
Инструмент – дисковая фреза.
-нагрев
Оборудование – индукционное нагревательное устройство.
-осадка в заготовленном ручье штампа
Оборудование – молот(площадка для осадки молотового штампа).
- штамповка в открытом штампе
Оборудование – молот
Оснастка – открытый штамп.
- обрезка облоя, пробивка отверстия
Оборудование – механический пресс
Оснастка - штамп, совмещенный для обрезки облоя и пробивки отверстия.
Эскиз заготовки
Предварительная формовка заготовки
Установка отформованной заготовки в штамп
Эскиз штампа
Чертеж поковки