|  Ковка и штамповка изделий |
а)
заполнение травильной ванны приблизительно на 70% от ее объема;
б)
осторожное прибавление кислот до требуемой концентрации;
в)
перемешивание;
г)
подогрев ванны до наименьшей рекомендуемой температуры;
д)
добавление присадки;
е)
перемешивание.
2.
Загрузка ванны: загрузка поковок в корзины из дерева, кислотоупорной проволоки,
или в корзины, отлитые из кислотоупорной стали; погружение корзин с поковками в
ванну с таким образом, чтобы они не соприкасались с трубами и стенками ванны.
3.
Травление: начало – при температуре наименьшей из рекомендуемых по мере
ослабления концентрации раствора температуру повышают и к концу цикла доводят
до наибольшей. Продолжительность процесса травления 15 – 18 минут в зависимости
от концентрации раствора и температуры ванны, а также толщины слоя окалины.
4.
Промывка от остатков кислоты и железного купороса в ванне с проточной горячей
водой повторными погружениями поковок в воду в течении 3 – 5 минут при
температуре 60 – 70 °С или в течении 2 – 3 минут при температуре 85 - 90 °С.
5.
нейтрализация в щелочной ванне (5-70 г/л NaOH и КОН) при 20°С.
6.
промывка в горячей воде (60 - 70 °С) в течении 3 – 5 минут и последующая
сушка.
7.
контроль качества травления на полное снятие окалины.
Химический
состав для травления приведен в табл. 4, [1. стр.561]
Табл.5
– химический состав и температура растворов для химического травления стальных
заготовок.
|
|
Наименование
компонента и режим работы
|
Массовая доля компонентов в растворе, г/л
|
|
Кислота
серная
|
100 -
200
|
|
Йодистый
калий
|
0,8 –
0,1
|
|
ингибиторы
|
8 - 10
|
|
Температура,
°С
|
60 - 80
|
|
Продолжительность,
мм
|
5 – 30
|
Табл.6
– ванны для химического травления.
|
|
Внутренние
размеры ванны, мм (длина * высота*ширина)
|
2000*900*1000
|
|
Рабочий
объем ванны, л
|
1500
|
|
Диаметр
змеевика
|
38,1
|
|
Размеры
вентиляционных отпусков
|
а
|
300
|
|
б
|
180
|
|
Воздухосъем
с 1 м2 зеркала ванны, м3 / мин
|
65
|
|
Вес
ванны, кг
|
600
|
3.13
ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ КАРТА ТЕХПРОЦЕССА
Технологическая
карта техпроцесса производства детали «втулка» приведена в табл.7
Табл.7
– технологическая карта техпроцесса.
|
Наименование и
содержание операции
|
Вид оборудования
|
|
1. Контроль
металла. Проверить номер детали, марку стали по бирке на таре.
|
визуально
|
|
2.Транспортирование.
Транспортировать тару с заготовками к нагревателю
|
Мостовой кран грузоподъемностью
10т.
|
|
3. Нагрев прутков
для резки прутков на заготовки.
|
Печь индукционная с подъемно
шагающими бойками.
|
|
4. Разрезка прутков
на заготовки.
|
Сортовые закрытые кривошипные
ножницы модели Н1534
|
|
5. Контроль
заготовок. Контролировать размер d=63 мм, l=156,5 мм
|
Мерительный инструмент
|
|
6. Транспортирование
заготовки к индукционному нагревателю
|
Мостовой кран грузоподъемностью
10 т, тара
|
|
7. Нагрев заготовок
до температуры t=1250°C
|
Индукционный нагреватель
|
|
8. Контроль
температуры нагрева
|
Пирометр фотоэлектрический ФЭП
- 2
|
|
9. Осадка.
Штамповка
|
Пресс КГШП модели КБ8042,
усилием 16 МН
|
|
10. Обрезка облоя
|
Пресс КГШП простого действия
модели КБ2534, усилием 1,6МН
|
|
11. Термическая
обработка
|
Автоматизированный агрегат
конвейерного типа СТОА 16
|
|
12. Очистка от
окалины
|
Химическая ванна
|
|
13. Контроль, приемка
|
Мерительный инструмент,
контрольный стол
|
*перемещение
заготовок с осадочной площадки в окончательный ручей и с КГШП на обрезной пресс
осуществляется с помощью поперечных клещей.
Показатели
эффективности использования металла приведены в пункте 3.3.
Норма
расхода……………………………………………………3,97 кг
Коэффициент
использования металла………………………….47%
Коэффициент
раскроя……………………………………………95%
Коэффициент
точности поковки………………………………..49%
Коэффициент
точности заготовки………………………………97%
Баланс металла:
Заготовка - 3,813кг
(100%);
Поковка – 3,184кг
(83,5%);
Перемычка – 0,105кг
(2,75%);
Облой – 0,498кг
(13%);
Угар – 0,027кг (0,7%).
3.14 КОНТРОЛЬ
ПОКОВКИ
|
Объект контроля
|
Методы контроля
|
|
Перекос смещение поковки по линии разъема.
|
1.
Осмотр поковки до обрезки заусенца
2.
Разметка верхней половины фигуры при установке по
нижней половине
3.
Проверка боковым шаблоном
|
|
Высота или диаметр поковки
|
1.
Измерение штангенциркулем
2.
Измерение предельной скобой
|
|
Толщина стенки
|
1. Измерение кронциркулем с индикаторной шкалой
2. Измерение индикаторным кронциркулем
3. Измерение предельным кронциркулем
|
|
Проверка цилиндрических поверхностей и радиусов
скруглений
|
1.
Измерение набором радиусных шаблонов для
универсального измерения R = 1…15 мм через 0,5 мм.
2.
Измерение предельным шаблоном наружных радиусов
3.
Измерение предельным шаблоном внутренних
радиусов.
|
|
Диаметры отверстий
|
1.
Измерение штангенциркулем
2.
Измерение предельной пластиной
3.
Измерение шаблоном ( схема а) диаметр Д поковки
склонен при усадке штампа увеличиваться. Шаблон диаметром Д + δ при
изменении не должен проваливаться ниже торца обода
|
|
Длина поковки
|
1.
Прутковым шаблоном с предельной выточкой
2.
Проверка профильным шаблоном
3.
Проверка двусторонним профильным шаблоном
4.
Проверка контрольным приспособлением
|
4. Проектирование
штампов
4.1
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ШТАМПА КГШП
штампы
кривошипных горячештамповочных прессов имеют сборную конструкцию, благодаря
чему упрощается изготовление сменного инструмента и создаются условия для
экономии дорогих инструментальных сталей. Штампы состоят из штамповых вставок,
в которых выполнены ручьи, и блоков, в которых закрепляют вставки.
Размеры
универсальных блоков для прессов нормализованы по МН 4808 – 63 …4812 – 63 и
зависят от номинального усилия пресса, (таблица 9) [1.стр.204].
Табл. 9 – Размеры
штампового блока
|
Усилие пресса, МН
|
H/Hmin, мм
|
ВΣ, мм
|
В, мм
|
L, мм
|
|
16
|
666/660
|
580
|
900
|
1040
|
Клиновая подушка
пресса позволяет регулировать закрытую высоту блока. Наилучшие эксплуатационные
показатели имеют блоки, для которых закрытая высота выбрана по формуле [Семенов
т2 стр203].
Н = А + 0,75 * а,
(33)
где А –
минимальная закрытая высота штамповочного пространства
пресса, мм;
Н –
номинальная закрытая высота блока, мм;
а –
величина регулирования клиновой подушки стола пресса, мм.
Н = 660 + 0,75 *
10 = 667,5,
Примем закрытую
высоту штампа равной 666 мм.
Гравюра ручья
вставки выполняются по горячей поковке, с учетом того что нагретая заготовка
имеет размеры на 1,5% большие чем холодная. Чертеж горячей поковки приведен в
приложении В.
Размеры
призматических вставок (рисунок 8), нормализованы по МН 4808-63…4812-63 и
представлены в таблице 10.
Табл.10 – размеры
призматических вставок
|
Усилие
пресса, МН
|
Н,
мм
|
L, мм
|
В,
мм
|
L1, мм
|
h1, мм
|
|
16
|
125
|
360
|
120,
180, 240, 480
|
294
|
106
|
В нашем случае в
блок монтируется три комплекта вставок:
ВΣ
= Вшт + Восад + Внап, (34)
где ВΣ
– суммарная ширина ручьевых вставок, мм;
Вшт
– вставка для штамповки, мм;
Восад
- вставка для осадки, мм;
Внап
– вставка наполнитель, мм.
рис.8
– Призматические вставки
Вшт = Dгорпок + 2 * b + 2 * B,
где Dгорпок – диаметр горячей поковки, мм;
b – ширина мостика облоя, мм;
B – ширина облоя в магазине, мм.
Вшт =
149,2 + 2 * 6 + 2 * 20 = 201мм.
Учитывая
особенности пакета ковочного штампа, а также размеры заготовок ручьевых
призматических вставок принимаем, что Вшт = 240 мм.
Минимально
допустимая ширина вставки для осадки находится по формуле
Восад
= D1 +
20, (35)
где D1 – диаметр осаженной заготовки, мм.
Восад
= 70 + 20 =90 мм.
Так как мы
рассчитали минимально допустимую ширину вставки для осадки, а ширина всех
вставок должна быть равна 580 мм, а также учитывая тот факт что окончательный
ручей должен находится симметрично относительно центра давления штампа
(следовательно, Восад = Внап), ширину вставок для осадки
и наполнительной вставки найдем по формуле (34).
Восад
= Внап = (ВΣ - Вшт )/2 = (580 - 240) / 2
= 170 мм.
Материалы для
штампов горячештамповочных прессов приведены в табл. 11 [1стр.557].
|
Деталь
штампа
|
Марка
стали
|
Твердость
НВ
|
|
Плита
(блок)
|
40
ХЛ
|
352
|
|
Вставка
осадочная
|
5ХГС
|
415
|
|
Вставка
ручьевая
|
5ХНМ
|
444
|
|
Колонки
направляющие
|
45
|
-
|
|
Втулка
направляющая
|
Бронза
Бр06Ц6С3
|
|
|
Выталкиватели
|
5ХГС
|
461
|
В передней части
штампа выполняется выемка под клещи, которые удерживают заготовку за облой при
ее удалении из ручья. Выемка под клещевину изображена на рисунке 8.
рис.9 –
Конструкция выемки для захвата поковки клещами
4.2
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ОБРЕЗНОГО ШТАМПА СОВМЕЩЕННОГО
ДЕЙСТВИЯ
Обрезка облоя и
прошивка отверстия осуществляется в горячем состоянии при температуре 900°С в
совмещенном штампе.
Зазор между
пуансоном и матрицей зависит от формы и размеров сечений поковки в плоскости
перпендикулярной к разъему.
Так как данная
поковка имеет наружный штамповочный уклон 5°, пуансон следует брать плоским (
берется при углах меньших 15°)
Величина зазора δ
(рис.8)определяется по таблице [2.стр.483 табл.1].
рис.10 – Зазор между обрезным пуансоном и матрицей
h = 8,5; δ = 0,6; ά =
5°.
Размеры матрицы
определяются в зависимости от размеров поковки и толщины срезаемого облоя [табл.2,
стр.484,].
При пробивке
перемычки зазор между матрицей и пуансоном принимается с помощью [табл.8,
стр.484, 1]. В данном случае он составляет 4% от толщины перемычки.
Следовательно δп = 0.04 * 16 = 0.6 мм.
Произведем расчет
элементов штампа для обрезки – пробивки по высоте по методике приведенной в [1.стр.529].
Эскиз обрезного штампа совмещенного действия представлен на рис.10.
Закрытая высота
штампового пространства определяется по формуле
Нпр =
Ннаиб – Нрег + (15…30),
мм (36)
где Ннаиб
- наибольшее расстояние между столом пресса и ползуном в его нижнем положении;
Нрег - величина регулирования расстояния между столом и ползуном, Нрег
= 120 мм. Но наибольшее расстояние между столом пресса и ползуном в его нижнем
положении определяется по формуле.
Ннаиб
= Нзак + Нрег,
мм (37)
где Нзак
– закрытая высота пресса, Нзак = 480 мм.
Следовательно
Нпр =
Нзак + Нрег – Нрег + (15…30) = Нзак
+ (15…30), (38)
Нпр =
480 + 20 = 500 мм.
Закрытая высота
штампа
Ншт =
Нпр – h1,
(39)
где h1 – толщина подкладной плиты пресса.
Ншт =
500 – 120 = 380 мм.
Величина сдвига
поковки
е = 2 * hср. о + hср. п,
(40)
где hср. о – толщина срезаемого облоя hср. о = 4 мм; hср. п – толщина удаляемой перемычки hср. п = 16 мм.
е = 2 * 4 + 16 =
24 мм.
Высота пуансона
Нп = Ншт
– (Нд + Ннп + Нм + hп) +
е, (41)
где Нд
– толщина верхней плиты, Нд = 40 мм;
Ннп
– толщина нижней плиты, Ннп = 200 мм;
Нм
– толщина матрицы, Нм = 55 мм;
hп – размер поковки от поверхности
прилегания ее к пуансону до линии разъема, hп = 8,5 мм.
Нп =
380 – (40 + 200 + 55 + 8,5) + 24 = 100,5 мм.
Высота стойки с
прошивником
Нст =
(Ннп + Нм) – [Нб + k - hст + (5…15) мм], (42)
где k – расстояние от линии разъема до
линии начала среза удаляемой
перемычки, k = 14,5 мм;
Нб
– толщина башмака, Нб = 40 мм;
hст – глубина выточки в нижней плите под
стойку, 14 мм.
Нст =
(200 + 55) – [40 + 14,5 - 14 + 10] = 204,5 мм.
Высота прошивника
Нпрш
≥ е + (10…25)
мм, (43)
Нпрш
≥ 24 + 16 = 40 мм.
Ход траверсы
хтр =
Ннп – (Нб + Нтр + hпл + z1), (44)
где hпл – толщина плиты для матрицы, hпл = 40мм;
Нтр
–толщина траверсы, Нтр = 50 мм;
z1 – зазор между траверсой и нижней
плоскостью плиты матрицы,
z1 ≥ (10…20)мм.
хтр =
200 – (40 + 50 + 40 + 10) = 60 мм.
Высота
выталкивателя
Нвт =
(Ннп + Нм + t) – (Нб + хтр + Нтр + hв – hвт), (45)
где hв – размер поковки от поверхности
прилегания ее к выталкивателю
до
линии разъема, hв = 8,5 мм;
t – высота подъема поковки при
выталкивании над плоскостью
режущей
кромки матрицы, t = hвт = 6 мм;
hвт – глубина выточки в траверсе под
выталкиватель;
Нвт =
(200 + 55 + 6) – (40 + 60 + 50 + 8,5 – 6) = 108,5 мм.
Длина скобы
Нск =
Ншт – (Нд + z3 + z4),
(46)
где z3 ≥ 10 мм – зазор между нижней
поверхностью тяги и траверсой;
z4 ≥ (50…80) мм – зазор между
верхней плитой и верхней
плоскостью
скобы.
Нск =
380 – (40 + 10 + 50) = 280 мм.
Длина свободного
хода скобы
хск =
Нб – (s + z3),
(47)
где s – толщина скобы, s = 10 мм.
хск =
40 – (10 + 10) = 20 мм.
Длина свободного
хода тяги
хт = S – (хтр – хск),
(48)
где S – ход ползуна пресса, S = 160 мм.
хт =
160 – (60 – 20) = 80 мм.
Длина тяги
Lт = (xт + s + z4) + (Hд – 25 мм),
(49)
Lт = (80 + 10 + 50) + (40 – 25) = 155
мм.
Минимальный зазор
между головкой тяги и траверсой
z5 = Hшт - (hг + Lт + 25 мм + Hб + Hтр),
(50)
где hг – высота головки тяги, hг = 10 мм.
z5 = 380 - (10 + 155 + 25 + 40 + 50) =
100 мм.
Минимальное
расстояние между пуансоном и матрицей
z6 = (Hшт + S) - (Ннп + Нм
+ Hп + Hд), (51)
z6 = (380 + 160) - (200 + 55 + 100,5
+40) = 144,5 мм.
Зазор между
поковкой и выталкивателем z2 ≥ 10.
При ходе верхней
половины штампа вниз, пуансон давит на поковку и обрезная матрица срезает
облой, а прошивень прошивает отверстие. При движении вверх траверса,
посредством тяг и скоб, тоже движется верх и установленный на ней выталкиватель
выталкивает поковку. После выталкивания рабочий клещами сбрасывает поковку в
тару, затем убирает облой и выдру.
Для обрезки и
пробивки используется закрытый кривошипный пресс простого действия КВ2532,
основные параметры и размеры которого приведены на рисунке 11.
Блок обрезного
штампа выбирается по ГОСТ 13124-83 [стр.444, 5].
Материал рабочих
частей обрезного штампа выбирается с учетом рекомендаций [1,табл.3,стр.557].
Матрица – 8Х3,
твердость НВ 363 – 415, пуансон - 8Х3, твердость НВ 363 – 415; прошивень –
4Х2В8, твердость НВ 417 – 477.
Все детали
обрезного штампа делятся на:
1.
унифицированные
( винты, болты, гайки, шайбы).
2.
нормализованные
детали (башмак, матрица, траверса, скоба, стойка).
Пуансон и
выталкиватель не унифицируются, а конструируются индивидуально с учетом
особенностей поковки.
4.3 ЭКСПЛУАТАЦИЯ
ШТАМПОВ
Нагрев штампов
проводят с целью обеспечения оптимальных условий формоизменения и повышения
стойкости штампов.
Штампы КГШП
нагревают до 200 - 400°С. Подогрев проводят с регламентированной скоростью,
вставки штампа нагревают в течении 1 – 1,5 ч. Штампы завезенный в цех с улицы в
холодное время, выдерживают в цехе 4 - 5 ч и только после этого нагревают перед
штамповкой.
Нагревать штамп
индукционным методом. Переносной индуктор устанавливать между частями
нагреваемого штампа. Длительность 0,5 ч.
Если перерыв в
работе штампа составляет более 1 ч, рекомендуется его предварительно разогреть.
Охлажденье штампа
проводят с целью уменьшения разогрева поверхности гравюры штампа во время
работы. Обеспечивается подачей струи сжатого воздуха на гравюру штампа.
Смазку штампа
проводят для уменьшения трения и теплопередачи при деформировании и улучшения
извлечения поковки из штампа после штамповки, что способствует повышению
стойкости штампов.
Для смазки штампа
применять 3 – 5%-ную эмульсию КРПД с добавлением серебристого графита (3 – 5%).
Способ нанесения на штамп механическое распыление. Одновременно со смазкой из
штампа выдувается окалина. Для удаления используется сжатый воздух давлением не
ниже 0,4МПа, подаваемый из сопла обдувки окалины.
Основными видами
износа являются:
1. Истирание –
отрыв частичек металла штампа. Истирание ускоряется при появлении разгара. При
достаточной твердости и чистоте поверхности гравюры износ штампа незначителен.
2. Смятие –
деформация отдельных частей штампа, где имеются сильный нагрев штампа в
процессе работы и высокие давления. При этом образуются поднутрения в полостях
и выступах гравюры штампа. Во избежание его появления необходимо тщательно
регулировать тепловой режим штампа (ритм штамповки, смазывания и охлаждения).
3. Разгар – образование
сети термических трещин на поверхности гравюры. Это наиболее распространенный
вид износа. Для повышения рахгаростойкости необходимо тщательно регулировать
режим работы штампа.
Кроме основных
видов износа имеют место налипание и свариваемость деформированного металла на
с металлом штампа и другие виды износа.
Текущий ремонт
штампа
Мелкие дефекты
устраняют без демонтажа штампов. Мелкие трещины зачеканивают тупым
пневматическим зубилом или бородком. Наплывы, риски и наварившийся металл
удаляют зачисткой ручными шлифовальными пневматическими или электрическими
машинками с гибким валом.
Изношенные или
сломанные части заменяют новыми. При этом штампы демонтируют.
Капитальный
ремонт штампов необходим в том случае, когда штамп сломан или полностью изношен
и не подлежит возобновлению. В этом случае дефектный слой металла снимается
обработкой резаньем. Крепление вставок позволяет компенсировать подкладками
снятый слой металла.
Литература.
1. Ковка и штамповка: под ред.
Семенова Е. И. том 2. – М, Машиностроение,1986.
2. Ковка и штамповка: под ред.
Семенова Е. И. том 1. – М, Машиностроение,1986.
3. ГОСТ 7505 – 89.
4. Справочник по оборудованию для
листовой штамповки: Рудман Л. И.- М, Машиностроение,1988.
5. Справочник конструктора штампов:
Рудман Л. И. – М, Машиностроение, 1988.
Страницы: 1, 2, 3, 4
|
© 2009 Все права защищены.
Наверх