Проектирование процесса изготовления поковки - Методичка

Методические указания по проектированию процесса изготовления поковки Липина Юлия ЕвгеньевнаПод обработкой металлов давлением понимают процесс получения заготовок или деталей машин силовым воздействием инструмента на исходную заготовку из пластического материала. К обработке металлов давлением относят прокатку, волочение, прессование, ковку, штамповку в холодном и горячем состоянии и некоторые специальные процессы, например, отделочную и упрочняющую обработку пластическим деформированием. Недаром кузнец был одной из самых уважаемых профессий, что отмечено во многих языках (одними из наиболее распространенных фамилий являются: в русском языке - Кузнецов, в английском - Смит ("кузнец"), в немецком - Шмидт ("кузнец")). Первый паровой молот, появившийся в 1843 г., деформировал металл силой падения груза, а пар служил для поднятия последнего.По характеру перемещения металла в очаге деформации прокатка может быть разделена на следующие виды: продольная, поперечная и поперечно-винтовая (рисунок 1). При продольной прокатке металл деформируется валками, вращающимися в противоположных направлениях с одинаковыми скоростями. Почти 90% всего проката производится продольной прокаткой, в том числе весь листовой и профильный прокат. Прокатка осуществляется на специальном оборудовании - прокатных станах.При прессовании металл выдавливают из замкнутой полости через отверстие, получая пруток или трубу с профилем, соответствующим сечению отверстия инструмента. При прямом прессовании движение пуансона пресса и истечение металла через отверстие матрицы происходят в одном направлении (рисунок 2а).Волочением называют протягивание заготовок через постепенно сужающееся отверстие волоки (рисунок 3). При волочении поперечное сечение заготовки уменьшается, а ее длина соответственно увеличивается.При ковке металл между плоскими бойками свободно течет в стороны, поэтому ковку называют свободной. При штамповке течение металла ограничено стенками рабочей плоскости (ручья) штампа и происходит по заданным направлениям до определенного предела. Ковка и штамповка характеризуются большой неравномерностью деформации, вызываемой контактным трением и другими факторами, влияющими на распределение деформаций по обрабатываемому телу. Для оценки величины деформации при ковке и штамповке используют коэффициент уковки, который для случая осадки выражается в виде: Кос = , где F1 - меньшая площадь поперечного сечения исходной заготовки, мм2; Заготовка, полученная ковкой, называется - поковкой и в дальнейшем подвергается механической обработке.Данная ковка рекомендуется для применения в условиях мелкосерийного и единичного производства для получения высококачественных заготовок с высокими механическими свойствами. Высокие механические свойства в кованом металле определяются равномерным уменьшением размеров зерен под ударной нагрузкой во всех направлениях. · возможность ведения ковки по частям или по элементам, что дает возможность применять его для обработки крупногабаритных заготовок на относительно небольшом и маломощном оборудовании. Обработка свободной ковкой ведется в горячем состоянии, поэтому ей поддаются практически все старые сплавы, используемые для обработки давлением. При деформировании необходимо учитывать различную допускаемую скорость течения (деформирования) металла для различных марок сталей (большую скорость деформирования допускают углеродистые стали, меньшую - легированные).Простейшей операцией является осадка (рисунок 5а), в результате которой увеличивается площадь горизонтального поперечного сечения заготовки за счет уменьшения ее высоты. При этой операции требуется, чтобы бойки перекрывали заготовку. Повторяя осадку несколько раз с разных сторон, можно привести заготовку к первоначальной форме или близкой к ней, получив при этом более высокое качество металла и одинаковые его свойства по всем направлениям. При вытяжке (рисунок 5ж) происходит увеличение длины заготовки в результате уменьшения площади поперечного сечения. Площадь поперечного сечения заготовки определяется по формуле: Fз = Fn Ч к, где Fn - площадь поперечного сечения поковки, мм2;Для упрощения формы поковки по отдельным поверхностям, получение которых затруднено или невозможно, предусматривают местное увеличение размера, называемое напуском. Припуски и допуски на поковки из углеродистой и легированной сталей, изготавливаемые ковкой на молотах, регламентированы ГОСТ 7820 - 70, а на прессах - ГОСТ 7062 - 79. Для поковок круглого и квадратного сечений с уступами предусмотрены дополнительные припуски (на несоосность) величиной 3-10 мм при разности размеров диаметров (или сечений прямоугольников) до 40 мм и свыше 180 мм. После составления рабочего чертежа поковки определяют ее вес, размеры и вес исходной заготовки.

Оглавление

Введение

1. Прокатка

2. Прессование

3. Волочение

4. Технология ковки и штамповки

4.1 Особенности процесса свободной ковки

4.1.1 Основные операции ковки

4.1.2 Проектирование поковки

4.1.3 Типы поковок

4.1.4 Температурные режимы ковки и штамповки

4.1.5 Режимы термической обработки поковок из стали различных марок

4.2 Штамповка

4.2.1 Горячая объемная штамповка

4.2.2 Проектирование штампованных поковок

4.2.3 Штамповка на горизонтально-ковочных машинах (ГКМ)

4.2.4 Холодная объемная штамповка

4.2.5 Штамповка выдавливанием

4.2.6 Листовая штамповка

Литература

Приложения