Расчет ручьев молотовых штампов

Пережимной ручей имеет, как правило, постоянную ширину мм, – минимальная высота полости ручья, определяемая минимальным диаметром расчетной заготовки. На участке набора металла максимальная высота пережимного ручья определяется максимальным диаметром расчетной заготовки . Расстояние между пережимающими участками зева .

Подкатной ручей выполняется открытым и закрытым. При открытом исполнении поперечное сечение ручья прямоугольное с шириной при штамповке без протяжки из сортового металла и при штамповке после протяжки, где - площадь поперечного сечения исходной заготовки, - минимальная высота ручья , - высота подкатного ручья в месте перехода стержня в головку. Продольное сечение ручья имеет:

а) участок зева, расположенный на расстоянии , имеющий высоту и радиус скруглений ;

б) участок головки высотой - максимальные высота профиля и площадь поперечного сечения расчетной заготовки;

в) участок стержня имеет высоту профиля ;

г) участки утолщения стержня имеют высоту .

При закрытом исполнении подкатного ручья его поперечное сечение имеет овальный профиль с шириной для подката из сортового металла, равной и для заготовки после предварительной протяжки . Размеры концевой канавки выбираются в зависимости от .

При менее 30 мм длина канавки , высота и ширина для закрытого ручья . При более 30 мм , и .

Протяжной ручей выполняется открытым и закрытым. Открытый ручей может быть прямым или иметь наклон к оси штампа 12º, 15º и 18º. Высота раствора а при протяжке зависит от длины протяжки .

При длине протяжке менее 200 мм, 200…500 мм, более 500 мм высота просвета а составляет — при протяжке без подката: , , ; при протяжке с подкатом: , , соответственно, где - минимальный диаметр расчетной заготовки, – приведенный размер толщины круглого сечения , – объем протянутого участка заготовки.

Длина протяжного порога зависит от исходной длины заготовки протяжки : при длина , при длина , где размер .

Ширина протяжного порога В выбирается в зависимости от : при , при и при ширина .

Глубина протяжного ручья – при наличии головки или выступа толщиной величина , при отсутствии на конце протягиваемого стержня головки или выступа , но при этом . Глубина протяжного ручья спереди .

При отношении применяют закрытый ручей, его размеры и В выбираются, как у открытого ручья.

Радиусы полостей, как правило, подбираются следующим образом: (на не рабочей стороне), (на рабочей стороне).

Площадку для протяжки располагают на одном из передних углов штампа с минимальной шириной площадки для оттяжки . Общая длина площадки для оттяжки ( - длина оттянутой части заготовки).

Гибочный ручей имеет ширину . Здесь — площадь поперечного сечения исходной заготовки без пред­варительной обработки или наибольшая площадь утолщения предварительно обработанной заготовки, — наименьшая высота (раст­вор) гибочного ручья или раствор сечения с наибольшей площадью. Зазор между выступами гибочного ручья и стенками штампа зависит от веса падающих частей молота:

Минимальная высота гибочного ручья , глубина желоба ручья зависит от высоты сечения ручья и равна .

Высадочный ручей для удлиненных поковок в плане рассчитывается, исходя из равенства объемов высаженной заготовки и объема высадочного ручья т.е. .Например, у поковки с объемами головки и стержня объем полостей ручь­ев соответственно равен: и ,где , - объемы заусенцев головки и стержня, , - объе­мы угара головки и стержня. Высота ручьев: и , определяются высотой соответствующих элементов или и позволяют определить средний диаметр голов­ки и . Радиусы скруглений ручьев больше соответствующих радиусов поковки на .

Высадочный ручей для высадки круглых и квадратных в плане поковок имеет полость для формовки фланца объемом с диамет­ром d по плоскости разъема и высоте h _. К фланцу сверху и снизу примыкают цилиндрические тела объемами, с диаметрами , и высотами , . Объем фланца заготовки , и . В полости ручья диаметр увеличивают .

Размеры полостей , высадочного ручья принимают равными размерам участков и поковки. Однако в полости ручьев уве­личиваются размеры радиусов сопрягаемых поверхностей: мм.

Отрубной ручей наклонен к боковой стенке штампа на угол . При двух заготовительных ручьях размеры заднего отрубного ручья равны: ширина высота .

При одном заготовительном ручье размеры переднего отрубного ру­чья равны, мм: ширина , высота , где — диаметр или сторона квадратной заготовки, — диаметр поковки, (размеры , приведены в табл.1.1).

Предварительный ручей имеет размеры, зависящие от размеров окончательного ручья.

Радиус скругления кромки фигуры предварительного ручья при выходе на поверхность разъема составляет ,где — тот же радиус окончательного ручья, — увеличение ручья в зависимости от глубины ручья h, мм.

h	<10	10…25	25…50	>50
	< 3

При наличии ребер высотой более ширины ручья ммлинейные размеры ручьев увеличиваются в 1,018 раз в связи с последующей усадкой металла при его охлаждении.

Задачи для самостоятельного решения

1.3.1. Определить ширину пережимного ручья, если диаметр исход­ной заготовки 65 мм и минимальная высота полости ручья 30 мм.

1.3.2. Определить максимальную и минимальную высоты профиля пережимного ручья, если в широком месте сечения , в тонком и площадь одной стороны заусенца 200 мм².

1.3.3. Определить максимальную высоту профиля, ширину подкатного ручья, если максимальный диаметр расчетной заготовки равен 70 мм и минимальная высота ручья 45 мм.

1.3.4. Определить размеры зева подкатного ручья, если диаметр за­готовки равен 50 мм.

1.3.5. Определить ширину профиля закрытого подкатного ручья, если исходный диаметр расчетной заготовки 50мм и в тонком сечении .

1.3.6. Определить основные размеры протяжного ручья для штамповки поковки удлиненной формы с площадью по плоскости разъема , длиной , шириной стержня и его высотой , диаметром головки и ее вы­сотой .

Решение:

1. Определим размеры и по табл.1.1 принимаем для стержня ; ; ; ; для головки ; ; ; .

На участке головки объем заусенца (при коэффициенте заполнения К ₃ = 0,5) , на участке стержня (при коэффициенте заполнения К ₃ = 0,6). откуда общий .

2. Построение расчетной заготовки проводим на участке головки через 25 мм.

№ сечения
1 (0 мм)			I		17,2
2 (25 мм)			0,5
3 (50 мм)			0,5
4 и др.			0,6		34,2
5 конечное			1.0

3. Расчет среднего сечения проводим исходя из объема поковки , общего объема заготовки , и средний расчетный диаметр заготовки .

4. Выбираем переходы штамповки из величины общего коэффициента подкатки , где – про­изведение .

Возможные величины , достигаемые в отдельных ручьях, приведе­ны ниже в табл. 1.3.

Таблица 1.3

Величины коэффициентов подкатки

Вид ручья
Формовочный	1,2
Подкатной закрытый	1,6
Подкатной открытый	1,3
Предварительный	1,1
Окончательный	1,05

Для нашего случая , откуда требуется помимо подкатного , предварительного (1.1) и окончательного (1,05) применить пережимной ручей.

Расчет и построение протяжного ручья: предварительно находим объем головки с учетом угара и среднее значение головки для случая применения только протяжки . Площадь сечения исходной заготовки под головку подбирается в виде заготовки квадратного сечения .

Для стержня объем определяем сторону квадрата . При длине величина просвета и длина протяжного порога , так как и . Принимаем . Ширина ручья выбирается по зависимости и окончательное . При отсутствии на конце стержня утол­щения или выступа глубина протяжного ручья . Радиус скругления кромок с нерабочей сто­роны и на рабочей стороне .

1.3.7. Определить глубину протяжного порога спереди, наименьшую ширину и длину площадки для оттяжки части заготовки, если сто­рона квадратной исходной заготовки 70 мм и длина оттянутой час­ти 160 мм.

1.3.8. Определить среднюю ширину гибочного ручья при минимальной высоте его и наибольшую глубину желоба, если площадь сечения изгибаемой исходной заготовки 800 мм².

1.3.9. Определить высоту и наибольшую ширину заднего отрубного ручья при наличии одного заготовительного ручья, если диаметр заготовки .

1.3.10. Определить размеры полости высадочного ручья, если диа­метр фланца поковки и его высота .

Решение:

1. Определим размеры и объем заусенечной канавки

, , , . Объём заусенечной канавки

2. Объем заготовки под фланец

, диаметр фланца заготовки , высота . Размер полости ручья под фланец .

1.4. Определение параметров оборудования

для молотовой штамповки

Масса падающих частей G (кг) штамповочного молота для штамповки в открытых штампах равна: у молота простого действия , у молота двойного действия , где - площадь поковки совместно с площадью заусенца, см².

При штамповке в закрытых штампах масса падающих частей молота двойного действия , где - площадь поковки в плоскости разъема, см².

У современных паровых и паровоздушных молотов энергия удара . Номинальная масса падающих частей, т: 0,63; 1,0; 2; 3,15; 5; 10; 16; 25 и соответствующая энергия удара , (кДж): 1,6 (16); 2,5 (25); 5 (50); 8 (80); 12,5,(125); 25 (250); 40(400); 63 (630).

Задачи для самостоятельного решения

1.4.1. Определить число ударов ковочного молота двойного действия при закрытой осадке заготовки из стали с при температуре 1200°, если начальные диаметры и высота заготовки соответственно равны и , а конечная высота .

Решение:

1. Определим окончательный диаметр поковки и ее объем .

2. Определим полную работу деформирования с учетом того, что скоростной фактор по Губкину С.И. (принимаем 3)

.

3. Масса падающих частей, кг и из ближайшего ряда, выбираем с энергией удара .

4. Число ударов ковочного молота , где – КПД удара ( = 0,8); откуда ударов.

1.4.2. Определить массу падающих частей и энергию удара молота двойного действия для штамповки поковки длиной 200 мм, шириной 130 мм в открытом штампе (принять коэффициент равным 6) и выбрать молот.

1.4.3. Определить число ударов паровоздушного молота двойного действия при штамповке в закрытом ручье полосы длиной , шириной и высотой до размеров и при температуре 1200° из стали .

Решение:

1. Определим полную работу деформирования о учетом скоростного коэффициента ; , где .

2. Определим массу падающих частей и подбира­ем

3. Число ударов молота удар.