КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
По дисциплине: Технология листовой художественной штамповки
На тему: «Изготовление художественной вазы»
Выполнила:
Студентка 3го курса группы 142-421
Тужилова С.И.
Проверил:
Профессор Д.т.н. Кохан Лев Соломонович
Москва 2017
Содержание
1. Введение стр3
2.
Введение
Развитие народного хозяйства страны в значительной мере определяется ростом объема производства металлов, расширением сортамента изделий из металлов и сплавов и повышением их качественных показателей, что в значительной мере зависит от условий пластической обработки. Знание закономерностей обработки металлов давлением помогает выбирать наиболее оптимальные режимы технологических процессов, требуемое основное и вспомогательное оборудование и технически грамотно его эксплуатировать.
Металлы, наряду со способностью деформироваться, обладают также высокими прочностью и вязкостью, хорошими тепло- и электропроводностью. При сплавлении металлов, в зависимости от свойств составляющих компонентов, создаются материалы с высокой жаростойкостью и кислотоупорностью, магнитными и другими полезными свойствами.
Способность металлов принимать значительную пластическую деформацию в горячем и холодном состоянии широко используется в технике. При этом изменение формы тела осуществляется преимущественно с помощью давящего на металл инструмента. Поэтому полученное изделие таким способом называют обработкой металлов давлением или пластической обработкой.
Обработка металлов давлением представляет собой важный технологический процесс металлургического производства. При этом обеспечивается не только придание слитку или заготовке необходимой формы и размеров, но совместно с другими видами обработки существенно улучшаются механические и другие свойства металлов.
Значительно возрастает производство изделий листовой штамповкой, особенно в сочетании со сваркой, клепкой, закаткой, что при сокращении трудоемкости сборочных работ снижает массу машин без уменьшения их прочности.
Холодная штамповка - одна из самых прогрессивных технологий получения заготовок, а в ряде случаев и готовых деталей изделий машиностроения, приборостроения, радиоэлектронных и вычислительных средств. По данным приборостроительных и машиностроительных предприятий до 75% заготовок и деталей изготавливается методами холодной штамповки.
Характерными чертами процессов холодной штамповки, обеспечивающими её широкое распространение, являются: ограниченность номенклатуры оборудования, простота эксплуатации оборудования, возможность изготовления изделий из разнообразных материалов, высокая производительность труда, низкая квалификация рабочих, малая себестоимость изделий, применение инструмента, автоматически обеспечивающего необходимые точность детали и шероховатость её поверхности, малые потери материала, высокий коэффициент его использования, возможность механизации и автоматизации процессов.
Специфической особенностью процесса холодной штамповки является высокая стоимость инструмента - штампов. Этот фактор предъявляет особо жесткие требования к качеству разработки технологических процессов.
Сейчас применяются разные материалы, но все их принято условно классифицировать на группы: конструкционные материалы – применяются для создания деталей, узлов РЭС, инструментальные стали и сплавы (штампы, пресс-формы), стали и сплавы с заданными физико-механическими свойствами (радиоматериалы), неметаллические материалы (слюда, бумага, картон).
Выбор материала зависит от условий эксплуатации РЭС, от назначения РЭС. Несмотря на большое разнообразие физико-механических свойств, качество материалов зависит от химического строения, чистоты, от атомно-молекулярного строения.
В данном курсовом проекте нам необходимо разработать технологический процесс изготовления детали «стакан» и конструкции технологической оснастки (станочного приспособления).
Исходными данными для разработки являются:
• o чертёж детали;
• o коэффициент закрепления операции Кзо = 8;
• o материал детали ЛС59-1 ГОСТ15527-2004;
• o остальные технические требования по СТБ 1014-95.
В данном проекте необходимо выполнить анализ технологичности конструкции детали, осуществить выбор методов, наиболее подходящих для производства детали, разработать маршрутную технологию изготовления детали, рассчитать при необходимости припуски на обработку. Так же в задачу проекта входит выбор технологического оборудования, оснастки и инструмента, необходимого для производства данной детали.
Все процессы и технологии, применяемые в производстве данной детали должны соответствовать существующим нормам по охране труда и технике безопасности, а так же требованиям экологической безопасности.
Коэффициентом закрепления операции определяется тип производства. Для различных типов производства технология изготовления деталей одного и того же типоразмера отличается по объединению переходов в операции и используемым типам оборудования и оснастки. Технологические решения, прогрессивные в массовом производстве, оказываются нецелесообразными и непрогрессивными в условиях мелкосерийного производства, и наоборот.
Различают три типа производства:
• o единичное;
• o серийное;
• o массовое.
Серийное, в свою очередь, подразделяется на:
мелкосерийное, среднесерийное, крупносерийное.
Коэффициенты закрепления операции для каждого вида производства приведены в таблице 1.
Таблица1 – Коэффициенты закрепления операции для различных видов производства.
| Типы производства | ||||
| Массовое | Крупносерийное | Серийное | Мелкосерийное | |
| Значения коэффициента закрепления операций | До 1 | 1-10 | 11-20 | 21-40 |
В нашем случае, коэффициент закрепления операции равен 8. Это означает, что деталь будет изготавливаться в условиях крупносерийного производства. Крупносерийное производство характеризуется ограниченной номенклатурой изделий, изготовляемых периодически повторяющимися партиями, и сравнительно большим объемом выпуска, нежели мелкосерийное производство. Используются универсальные станки, оснащенные как специальными, так и универсальными и универсально-сборными приспособлениями, что позволяет снизить трудоемкость и себестоимость изготовления изделия. В крупносерийном производстве технологический процесс изготовления изделия преимущественно дифференцирован, т.е. расчленен на отдельные самостоятельные операции, выполняемые на определенных станках.
2. Обзор методов изготовления деталей, аналогичных заданной
При изготовлении детали “стакан” и аналогичных ей рациональнее всего использовать метод обработки давлением. Высокая производительность этого метода, низкая себестоимость и высокое качество продукции привели к широкому применению такого рода прогрессивных процессов.[1]
Обработка давлением — это процессы получения заготовок силовым воздействием инструмента на исходную заготовку из пластического материала.
Пластическое деформирование при обработке давлением, состоящее в преобразовании заготовки простой формы в деталь более сложной формы, но того же объема, относится к малоотходной технологии.
Обработкой давлением получают не только заданную форму и размеры, но при этом обеспечивается также и требуемое качество металла, надёжность изделия в работе.
Виды обработки давлением выбирается в зависимости от материала заготовки, формы и размеров изделий, типа производства и бывают следующие: прокатка, волочение, прессование, ковка и штамповка.
Прокатка — это деформирование холодного или нагретого металла вращающимися валиками для изменения формы и размеров поперечного сечения и увеличения длины заготовки.
Волочение — это протягивание заготовки с силой Р через сужающееся отверстие в инструменте, называемом волокой. При этом конфигурация отверстия определяет форму получаемого профиля. Исходными заготовками служат прокатанные или прессованные прутки и трубы.
Прессование — это выдавливание заготовки из контейнера через отверстие в матрице, соответствующее сечению выдавливаемого профиля. Исходной заготовкой является слиток или прокат.
Ковка — это деформирование усилием нагретой заготовки рабочими поверхностями универсального инструмента — бойками — при свободном течении металла в стороны. Исходными заготовками могут быть слитки, сортовой прокат.
Штамповка — это обработка давлением с помощью специального инструмента — штампа. Исходной заготовкой является сортовой или массовый прокат. Штамповка широко применяется при серийном и массовом производстве заготовок и деталей в приборостроении, электротехнике и других отраслях промышленности.
Процессы обработки давлением в холодном состоянии отличаются высокой производительностью, относительно малой трудоемкостью, обеспечивают экономное расходование материала. Холодная листовая штамповка – один из методов этого класса. По сравнению с горячей штамповкой она имеет ряд преимуществ: отсутствуют энергоемкие операции нагрева, поверхность металла не окисляется, изделия имеют более высокие точность размеров и качество поверхности. В отличие от обработки резанием холодная штамповка позволяет значительно сократить расход металла, уменьшить трудоемкость и повысить производительность, за счет деформационного упрочнения детали получаются более легкими и износостойкими. Для неё присуще также ограниченная номенклатура (следовательно, и универсальность прессового оборудования) и простота эксплуатации оборудования, широкие возможности механизации и автоматизации процессов, низкая квалификация рабочих и др. Однако фактор высокой стоимости оснастки (штампов) предъявляет жесткие требования к качеству разработки технологического процесса и типу производства. Холодной штамповкой можно получать готовые детали, которые не требуют дальнейшей механической обработки. Достигаемая точность — 610 квалитеты, шероховатость поверхности — до Rа = 0,160,04 мкм. Наибольшее применение этот метод находит в серийном и массовом производстве.
Необходимые операции подготовки заготовок к холодной деформации: удаление окалины, загрязнения, дефектов, нанесение смазок.
Для изготовления детали типа “стакан” пригодны такие виды операций холодной штамповки, как вырубка и пробивка.
Вырубка и пробивка являются операциями отделения части листа по замкнутому контуру в штампе. Обработка производится в вырубном штампе последовательного действия. Вырубным пуансоном вырубается наружный контур изготавливаемой детали, а пробиваемым — внутренний.
Точность размеров детали после вырубки и пробивки зависит от следующих факторов:
точности выполнения рабочих поверхностей штампа;
способа вырубки;
механических свойств заготовки данного материала;
толщины листа и др.
При таком способе производства точность размера находится в пределах 35 – го классов точности.
3. Выбор метода изготовления детали
Из выше сказанного можно сделать вывод, что наиболее целесообразным с технологической и экономической точек зрения является метод холодной листовой штамповки. Основными достоинствами холодной штамповки являются высокая производительность, точность размеров и чистота поверхности изделий, повышенная прочность штампуемых деталей, низкий расход металла, широкий диапазон изготовляемых типоразмеров.
В крупносерийном производстве содержание технологических операций характеризуется: применением специальных сложных не переналаживаемых комбинированных штампов совмещённого и последовательного действия, в которых выполняется до нескольких десятков разнообразных переходов; использование исходных заготовок преимущественно в виде лент и полос; применением автоматических быстроходных прессов и специальных штамповочных автоматов, объединённых в автоматические линии с использованием манипуляторов.
Операции технологических процессов холодной листовой штамповки отличаются простотой и не требуют исполнителей высокой квалификации, вместе с тем они высокопроизводительны и обладают достаточно высокой точностью и стабильностью геометрических параметров обрабатываемых деталей.
Также следует отметить, что холодная листовая штамповка является одним из наиболее прогрессивных способов изготовления деталей. Этим способом изготавливают 70−80% деталей приборов. Типовыми представителями таких деталей являются пластины магнитопроводов трансформаторов, корпусные детали, коробки, стаканы, крышки, панели, волноводы, отражатели параболических антенн, крепёжные детали (болты, винты, гайки, шайбы, заклёпки) и т.п.[2]
4. Обоснование выбора материала и заготовки для изготовления детали
Данная деталь «стакан» изготавливается из тонкого листа ГОСТ 16523-97.
. При выборе материалов деталей необходимо учитывать многие факторы, в том числе прочность, жесткость и массу конструкций, обрабатываемость, стоимость и дефицитность материала, влажность и температурные условия работы и др.
Технические характеристики стали 30ХГСА, особенности и применение
Эта марка стали относится к категории «конструкционная легированная». Изначально сталь 30хгса предназначалась для авиастроения, но благодаря своим отличным характеристикам нашла более широкое применение. У нее имеется и другое название (по входящим в состав химическим элементам-добавкам) – «хромансил» (хром + марганец + кремний).
Расшифровка марки стали 10: цифра 10 означает, что это конструкционная сталь и в среднем в марке содержится 0,10% углерода, а остальные примеси незначительны.
Особенности конструкционной стали марки 10: среди различных методов механико-термической обработки, направленных на получение оптимальной субструктуры, обеспечивающей повышение сопротивления ползучести и жаропрочности металлов и сплавов, наибольший эффект улучшения свойств железа и стали получен в результате так называемой многократной механико-термической обработки (ММТО). Последняя заключается в многократном деформировании металла растяжением на полную длину площадки текучести, чередующемся со старением при 100-200° С (для железа и его сплавов). ММТО снижает скорость ползучести стали 10 при 400° С на несколько порядков и значительно повышает кратковременную прочность (предел текучести в 2,5 раза, предел прочности на 65-70%) в сравнении с отожженным состоянием.
Наблюдаемые эффекты авторы объясняют созданием в результате ММТО стабильной дислокационной структуры благодаря последовательному блокированию атмосферами Коттрелла приграничных дислокационных скоплений высокой плотности, возникающих после каждого цикла обработки.
Поступающие на обработку заготовки должны соответствовать утвержденным техническим условиям, поэтому заготовки подвергают техническому контролю по соответствующей инструкции. Отклонения размеров и формы поверхностей заготовок должны соответствовать требованиям чертежа заготовки. Заготовки должны быть выполнены из материала указанного на чертеже, обладать соответствующим ему механическим свойствам, не должны иметь дефектов.