Висновки

Вступ

У наш час велика увага приділяється інтенсифікації та підвищенню ефективності виробництва на базі упровадження досягнень науково-технічного прогресу. Провідна роль у вирішенні даної проблеми відводиться машинобудуванню. Перед цією галуззю поставлені завдання підвищення якості продукції та продуктивності праці, зниження питомої металоємкості машин та обладнання.

Деталь важіль є навантаженою деталлю, якій пред’являються високі вимоги до міцності. Такі заготовки доцільно виготовляти методами пластичного деформування.

Штампування деталей машин досить розповсюджене через економічність і високу ефективність.

1. Призначення та конструктивні особливості деталі.

Деталь «Важіль» призначена для зменшення зусилля при передачі крутного моменту на вал.

Аналіз конструктивних особливостей деталі виконуємо за кресленням. Габаритні розміри: 220×60. В деталі є два наскрізних отвори.

Маса деталі – 2,2кг.

На кресленику наведені всі необхідні для виготовлення розміри з допусками, граничними відхиленнями, шорсткості поверхонь матеріал і маса деталі.

Рисунок 1- Важіль

2. Характеристики хімічних та фізико-механічних властивостей матеріалу деталі «Важіль»

Таблиця 2.1 Характеристика матеріалу сталь 35Л ГОСТ 977-75

Хімічний склад, %

Механічні властивості

C

Si

Mn

Ni

S

P

Cr

Cu

Fe

Ϭв, МПа

HB, МПа

γ,кг/м^3

ε, %

0,32 - 0,4

0,2 - 0,52

0,4 - 0,9

до 0,3

до 0,045

до 0,04

до 0,3

до 0,3

~97

137 - 229

7,8*10^3

1.5 - 2.5

3. Визначення групи серійності, способу штампування, класу точності, ступеня складності та вихідного індексу поковки.

Визначення типу виробництва необхідна для подальшого правильного призначення способу виготовлення поковки, розробки її креслення і технологічного процесу.

Для визначення групи серійності необхідно знати річну програму випуску деталей в штуках та масу поковки. Точну масу поковки можна визначити тільки після розробки її креслення. Орієнтовну величину розрахункової маси поковки визначимо за формулою

Мпр = Мд * Кр

де Мпр - розрахункова маса поковки, кг;

Мд - маса деталі, кг;

Кр - розрахунковий коефіцієнт /ГОСТ 7505-89. табл.20/.

Прийнявши К_р=1,3 визначаємо орієнтовану масу поковки

М_пр=2,2*1,3=2,86 кг

Згідно з Прейскурантом №25-01,1991р.(1, ст.25, дод.3.1) для поковок масою від 2,5 до 4 кг при річній програмі 70 000 деталей група серійності -2, тобто тип виробництва – великосерійне (ВСВ).

У ВСВ поковки виготовляють тільки штампуванням у відкритих або закритих штампах. Будемо застосовувати штампування на кривошипних гарячештампувальних пресах (КГШП).

Враховуючи, що штампування на кривошипних гарячештампувальних пресах (КГШП) відрізняється високою ефективністю та точністю то для виготовлення важеля обираємо: КГШП із відкритим штампом (облойне).

Згідно з ГОСТ 7505-89. табл. 19 приймаємо клас точності поковки – Т4.

Згідно з Прейскурантом 25-01. 1991р /І. Дод.3/ групу складності штампованої визначають за шістьма критеріями і остаточно приймають найвищу групу складності.

1) Відношення маси (об'єму) гарячої поковки до маси (об'єму) простої геометричної фігури, в яку вписується гаряча поковка:

С = Gд/Gф

де Gд - маса деталі,

Gф - маса простої фігури, в яку вписується деталь.
Важіл вписується в прямокутний паралелепіпед із довжиною L=220 мм, висотою Н =60 мм і шириною B=60 мм.

Gф = Vф * g =L*H*B*g=220*60*60* 7,8 = 6,18кг.

g = 7,8 г/см³ - густина сталі.

Тоді С = 2,2/6,18 = 0,36, тобто поковка належить до третього ступеня складності С2.

2) Наявність тонкостінних елементів.

Деталь має тонкі стінки, тому клас складності С4.

3) Наявність ребер, виступів.

Деталь має циліндричний виступ h/b_сер=60/25=2,4, тому клас складності С4.

4) Наявність заглибин.

Такою заглибиною є Æ35 мм і глибиною 60 мм. За відношенням h/ d_сер =60/35=1,7.

За (1, ст.28, табл.Д3.3) встановлюємо групу складності С4

5) Наявність отворів, які прошивабться.

В деталі є отвір який прошивається, тому група складності С4.

6) Кількість технологічних переходвів.

Попередній аналіз показує, що заготовку важеля можна виготовити за 3 переходи. Тобто, за кількістю переходів приймаємо ступінь складності С2.

Остаточно, ступінь складності С4.

Сума легуючих елементів в сталі 35Л елементів перевищує 2%, тому група сталі М2 (ГОСТ 7505-89, ст.8, табл.1).

Приймаємо конфігурацію поверхні рознімання – плоску (П).

Для наведених умов згідно з ГОСТ7505-89, ст.10, табл.2 вихідний індекс - 14.

Обираємо штампування на кривошипних гарячештампувальних пресах (КГШП).

4. Розробка креслення та технічних умов на виготовлення штампованої заготовки

При розробці креслення поковки використовують креслення готової деталі, ГОСТ 7505-89 та ГОСТ 3.1126-88/1/. При цьому ураховуємо спосіб виготовлення – штампування на кривошипних гарячештампувальних пресах,
вихідний індекс -14. Результати розрахунку припусків на механічну,обробку наведені в табл. 2.2

Таблиця2.2-Припуски на сторону та розміри основних оброблюваних поверхонь поковки

Параметри	220h12; Необроб.; Зовнішній; L довжина	Æ35H7; Ra 6,3; Внутрішній; d діаметр	60h8; Ra 6,3; Зовнішній; T товщина	Æ60; Необроб.; Зовнішній; D діаметр	45h8; Ra 6,3; Зовнішній; T товщина	Æ30; Необроб.; Зовнішній; D діаметр
Основний припуск на механічну обробку (на сторону) (табл.3, ст.12, ГОСТ)	----	1,8	2,5	----	2,3	---
Додатковий припуск на сторону на зміщення по поверхні штампа (табл.4, ст.14, ГОСТ)	0,3	0,3	----	0,3	----	0,3
Сумарний припуск на сторону	0,3	2,1	2,5	0,3	2,3	0,3
Допуск на розміри (табл.8, ст.17, ГОСТ)	+2,4 -1,2	+0,9 -1,6	+1,8 -1,0	+1,8 -1,0	+1,8 -1,0	+1,6 -0,9
Допустима величина зміщення по поверхні штампа (табл.9, ст.20, ГОСТ)	0,6	0,6	0,6	0,6	0,6	0,6
Допустима величина залишкового облою (табл.10, ст.21, ГОСТ)	0,8	0,8	0,8	0,8	0,8	0,8
Допустиме відхилення по вигнутості для класів точності (табл.13, ст.23, ГОСТ)	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0
Допуск радіусів заокруглень для класів точності (табл.17, ст.26, ГОСТ)	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0
Штампувальні уклони, град (табл.18, ст.26, ГОСТ)	60/2*tg5   2,6	30* tg7   3,68	-----	-----	-----	-----
Остаточний розмір	225,8	Æ30,8		Æ60,6	49,6	Æ30,6

Визначаємо розміри оброблюваних поверхонь поковки і згідно з ГОСТ 7505-89 округлюємо їх зточністю до 0,5мм у бік збільшення припуску (табл.З).

Допуски та допустимі відхилення лінійних розмірів призначаємо з урахуванням вихідного індексу 14 та розмірів поковки за ГОСТ 7505-89. Допуск визначаємо на основні оброблювані та необроблювані поверхні поковки. Результати визначення допусків на розміри поковки. При цьому враховуючи, що призначення припусків на оброблювані поверхні приводить до зміни відстані від необроблюваної поверхні поковки до оброблюваної. Такі розміри не округлювались до 0,5 мм, щоб після механічної обробки витримувались розміри готової деталі.

Відмітимо, що згідно з п 5.2 ГОСТ 7505-19 допуски на внутрішні розміри приймають зі зворотним знаком, а допуски на відхилення розмірів.

Глибина западин відвиштовхувачів не повинна перевищувати 0,5 величини фактичного припуску.

Штампувальні уклони полегшують видалення поковки з рівчака. Проте їх величина повинна бути мінімальною, оскільки їх зменшення сприяє зниженню маси поковки, зменшенню напусків та трудомісткості при обробці різанням. При наявності штампувальних уклонів зменшується вертикальне зусилля, необхідне для переборювання сил тертя, та зменшується шлях, на якому ці сили переборюються. При цьому в процесі видалення поковки з штампа сили тертя зменшуються настільки, що завдання практично зводиться до того, щоб тільки зрушити поковку з місця.

При призначенні штампувальних уклонів необхідно уточнити, як повинна бути розміщена поверхня рознімання штампа відносно поковки, де на її фігурі повинна знаходитися лінія рознімання, що указує границю між елементами поковки, котрі формуються у верхній частині штампа, та елементами, які формуються в нижній частині. У площині рознімання ця лінія завжди проходить по зовнішньому контуру поковки. При штампу­ванні у закритому рівчаку для забезпечення доброго зрізання облою лінію рознімання установлюють так, щоб на боковій поверхні поковки були штампувальні уклони, що ідуть у один бік, тобто вниз від лінії рознімання. Виходячи з викладеного, встановлено, що положення площини рознімання штампа залишається таким, як було попередньо призначено.

Розміри облойних канавок закритих штампів пресів різні і змі­нюються в залежності від маси поковки і ступеня попереднього формуван­ня заготовки.

Згідно з табл. 18 ГОСТ 7505-89 при штампуванні на пресах приймаємо значення зовнішніх уклонів рівним 5°,внутрішніх - 7º.

За табл.1.2 розробляємо креслення поковки.

Визначаємо розміри і масу заготовки. Після розробки креслення визначаємо її масу.

Рисунок 2.2 – Поковка

Ми визначили, що маса поковки G_пок=2,86 кг.

Для визначення форми та розмірів вихідної заготовки необхідно побудувати епюру перерізів та за діаграмою А.В.Ребельського визначити кількість переходів.

F_р= F_п+ F_обл.

Значення площ перерізів F_р розрахованих приведених діаметрів D_р елементарної розрахункової заготовки.

Таблиця 2.3 – значення площ перерізів, та приведених діаметрів

Номер перерізу
Fроз ,мм^2
Dроз, мм

Задамось масштабним коефіцієнтом М=50, для побудови епюри її перерізів.

Тоді h= F_р/50.

F_сер= V_заг/ L_пок = (V_пок+ V_обл)/L_пок

F_сер= = 19 см² тобто D_сер = 49 мм.

Використовуючи отримані резульати визначаємо

α = 1.42; β = =5.38 C =

Заготовку штампуватимемо плазом, з мірної заготовки по одній в штампі. З діаграми визначаємо, що для виготовлення поковки важеля необхідно передбачити наступні переходи: заготовчі – протяжний й підкатний відкритий; штампувальні – попередній й завершальний, і обрізний.

Крім того необхідно передбачити кліщовину, а для її відділення відрубний перехід. Приймаємо діаметр кліщовини D_кл=30 мм, довжину L_кл=35мм.

G_заг = G_пок + G_обл + G_пер + G_уг + G_кл

G_обл = 0,5γF_облL,

Де L- периметр поковки.

Для поковок масою 1,5..5 кг F_обл=2,4 см².

Визначимо периметр. Він становить L=49,26 см. Тоді

G_обл=0,5*7,8*2,4*49,26=461 гр. = 0,46 кг.

G_пер = Sdγ

S =

S = = 5,46 ≈ 6мм.

G_пер = 0.6 ∙ 3.14 ∙ 1.5² ∙ 7.85 = 33г. ≈0,033

G_кл = 2,5 ∙ 6 ∙ 7,85 = 117,75 ≈ 0,1 кг

G_уг = 0,5(G_пок + G_обл + G_пер + G_кл ) = 0,5(2,86 + 0,46 + 0,033 + 0,1) = 1,7 кг

G_заг = 2,86 + 0,46 + 0,033 + 1,7 + 0,1 = 5,2 кг.

F_заг =

V_заг = =5200 / 7,8 = 662,4 см³

k = 1.2

F_заг = 35,7см² D_заг=68мм

Виходячи з виложеного по ГОСТ 2590-71, підбираємо діаметр вихідної заготовки: D_заг =70мм. Тоді її довжина L_заг =18,5см.

F_сер= = 19 см² тобто D_сер = 50 мм.

Розробляємо ескіз вихідної заготовки та заготовок після технологічних переходів.

5. Обґрунтування вибору обладнання, визначення зусилля штампування та вибір преса.

Визначення зусилля преса

P= kF = 65∙4 = 260 кН

Обираємо КГШП з такими технічними характеристиками:

Хід повзуна - 200мм

Кількість ходів повзуна за хвилину – 90

Штампувальна висота – 560мм

Величина регульованої відстані між столом і повзуном – 10…20мм

Верхній виштовхувач: величина ходу – 40мм

Зусилля – 3,15тс

Нижній виштовхувач: величина ходу – 40мм

Зусилля – 5тс

Розміри стола зліва направо - 640мм

Спереду назад – 820мм

Розміри вікон у стояках висота – 560

Ширина – 450

7. Визначення вартості поковки.

=2,5карб

У цінах за 2014: 2,5∙20 = 50грн.

8. Контроль якості поковки

Контроль здійснювати згідно ГОСТ 8479-70. Кожну поковку контролювати зовнішнім оглядом, перевірятитвердість 5%партії, відбір проб хімічного складу, контроль всіх розмірів згідно до кресленика.

9. Охорона праці та навколишнього середовища

При експлуатації КГШП у їх конструкції необхідно передбачити блокування, що виключає роботу до тих пір, поки відповідні елементи механізмів не будуть знаходитися у фіксованому положенні. Пусковий пристрій для включення рухомих частин машини повинен приводитися в дію двома руками.

При роботі в нагрівальних відділеннях слід строго виконувати правила експлуатації підіймально-транспортного обладнання.

Особливо небезпечне транспортування нагрітого металу. Для розливання металу дозволяється використовувати тільки старанно перевірені, підсушені і добре підігріті ковші. У плавильних та заливальних відділеннях необхідно приділяти особливу увагу правилам пожежної безпеки. При гасінні обладнання, що знаходиться під електричною напругою, можна використовувати тільки кислотні вогнегасники.

При обробці та зачищенні штамповок стаціонарні обдирно-шліфувальні

верстати обладнуються захисними кожухами та місцевим відсмоктуванням пилу. Усі абразивні круги перед установленням на верстат перевіряють на міцність згідно і державними стандартами.

Робітники повинні працювати в спецодязі, спецвзутті і користуватися захисними окулярами. Усі дільниці обладнуються витяжною вентиляцією.

Для захисту навколишнього середовища від викидів та відходів виробництва застосовують сухі та мокрі газоочисники та пиловловлюючі установки, фільтри для уловлювання твердих частинок палива та оксидів на вагранках.

Висновки

У результаті виконаної роботи розроблені креслення та схема технологічного процесу виготовлення штамповки важеля, визначені допуски розмірів штамповки та припуски на механічну обробку, призначені технологічні напуски, розроблений ескізи технологічних переходів розроблено креслення штамповки і визначена його вартість, підібрано необхідне обладнання та оснащення.

Список літератури

1. Методичні вказівки до лабораторних занять та самостійної роботи з дисципліни «Проектування та виробництво заготовок». Частина 2. Розробка технології виготовлення та креслення литої заготовки /Укл. С.С. Добрянський – К.: НТУУ «КПІ», 1998.-51с.

2. Методичні вказівки до виконання курсової та контрольної робіт за дисципліни «Проектування та виробництво заготовок». Частина 2. Проектування та виробництво штампованих заготовок. /Укл. С.С. Добрянський – К.: НТУУ «КПІ», 1998.-56 с.

3. ГОСТ 7505-89. Поковки стальные штампованные. Допуски, припуски и кузнечные напуски.

Дата добавления: 2015-08-17