2.1 Объем облоя

Выберем основной тип канавки, у которой магазин открыт полностью с одной стороны (рисунок 2):

Рисунок 2 – Схема облойной канавки

Для канавок круглых в плане высоту облойной канавки рекомендуют брать по следующей зависимости:

h = 0,02D_п,

где D_п – наружный диаметр поковки в плане, D_п =162,05 мм.

Получаем:

h = 0,02 ∙ 162,05 = 3,2 мм

Принимаем высоту канавки h равной 4 мм.

Определим другие размеры облойного мостика и магазина:

b = 12 мм, h₁ = 12 мм, R = 30 мм, r = 5 мм.

Объем облоя:

где Р_п – периметр поковки по линии разъема штампа;

В – ширина облоя в магазине; при весе поковки свыше 2кг, В = 20 мм.

Периметр поковки по линии разъема штампа находится по формуле:

Vобл = 50,91 ∙ (12 ∙ 4 + 20 ∙ 12) = 146,62 см³

Масса облоя:

2.2. Объем и масса перемычки в отверстии

Так как диаметр отверстия 78, то перемычка принимается плоская. Толщина перемычки рассчитывается по формуле:

Диаметр перемычки равен диаметру усеченного конуса отверстия 80 мм.

Масса перемычки:

.

2.3. Объем и масса угара

Нагрев осуществляется индукционный, величина угара 0,5-1%

Принимаем величину угара δ = 0,55%.

2.4. Объем и масса исходной заготовки5

2.5. Размер исходной заготовки

Берем круглый прокат.

k=1,8;

По ГОСТ 2590-88 выбираем заготовку с диаметром 85мм.

Длина заготовки:

Проверяем величину коэффициента устойчивости:

;

, что соответствует рекомендациям для штамповки на КГШП.

3. Резка проката на исходные заготовки

Так как первый переход штамповки - осадка, значит надо иметь качественные торцевые поверхности. Это можно обеспечить при резки на сортовых ножницах в режиме полной закрытой схеме резки.

Перед резкой проводят нагрев до t = 500-600℃ [Семенов том 1, стр. 176]. При этой температуре σ_в = 381 МПа; усилие резки р = 0,72 ∙ k_р ∙ σ_в ∙ F.

k = 1,4;

р = 0,72∙1,4∙0,0011∙381=0,44мм.

Исходя из расчетов выбираем сортовые ножницы  Н1334, р_н = 2,6 мн и на их базе автоматизированный комплекс АКН1334

4. Коэффициент использования металла по детали и по поковки

Коэффициент использования металла должен быть приближенно равен 1.

---

5. Нагрев и штамповка

5.1. Нагрев под штамповку

Так как штамповка в каждом ручье выполняется за один ход ползуна, окалина может заштамповаться в поковку, поэтому нагрев заготовок под штамповку на КГШП должен быть малоокислительным, что также уменьшает расход металла на поковку. Широко применяют индукционный нагрев заготовок в индукционной нагревательной установке.

Рисунок 3 - Принципиальная схема индукционной установки: A, V, W, φ - измерительные приборы; 1 - контактор; 2 - электродвигатель; 3 - преобразователь частоты; 4 - силовой трансформатор; 5 - индукционный нагреватель.

5.2. Штамповка

Для поковок 1 группы, 2 подгруппы рекомендуются следующие штамповочные переходы:

Осадка и окончательная штамповка - поковка несложной формы при диаметре заготовки значительно меньшем, чем диаметр поковки.

Операция штамповки происходит при t = 800 °С. Усилие штамповки в открытых штампах для круглых в плане поковок вычисляется по формуле:

где σ_S – истинное сопротивление деформации для данных температурно-скоростных условий деформации;

b – ширина облойного мостика, 8 мм;

h – толщина мостика облоя, 4 мм;

F_об – площадь проекции облоя на плоскость разъема;

d – диаметр поковки, 159,7 мм;

F_пок – площадь проекции поковки на плоскость разъема.

Площадь проекции облоя на плоскость разъема – по формуле:

F_об = 0,785 ∙ (D ² – d²).

Площадь проекции поковки на плоскость разъема – по формуле:

F_пок = 0,785 ∙ (D ² – d²).

Подставив численные значения, получим:

;

;

P_шт = 54 ∙ ((1,5 +0,5 ) ∙ 593,55 + (1,5 + + 0,08 ∙) ∙ 19422,73) = 4153 кН.

Исходя из расчетов выбираем пресс КБ8040 с номинальным усилием 10000кН, и на базе их автоматизированный комплекс АККБ8040.02.

---

Технические характеристики

Пресс кривошипный горячештамповочный КБ8040 Предназначен для изготовления широкой номенклатуры поковок из черных и цветных металлов и сплавов методом горячей объемной штамповки Номинальное усилие, кН: 10000 Частота ходов ползуна, 1/мин: 20/90 Ход ползуна, мм: 250 Размеры стола, мм: 855x1080

Начало серийного производства……………………………………………..1986

Номинальное усилие, кН……………………………………………………10000

Ход ползуна, мм………………………………………………………………...250

Расстояние между столом и ползуном, мм…………………………………...560

Расстояние между столом и ползуном, мм………………………………….560

Мощность двигателя главного движения, кВт………………………………55

Размер стола ширина/длинна, мм……………………………………….855/1080

Габариты станка Длинна Ширина Высота, (мм)………………4730_3500_5145

Масса, кг…………………………………………………………………….62790

5.3 Пробивка перемычки и обрезка облоя

Обрезку облоя и удаление (пробивку) перемычек производят в холодном состояние поковок. Холодный способ обрезки облегчает механизацию и автоматизацию процесса, позволяет увеличить производительность обрезных прессов, получить более точные размеры поковок с более гладкой поверхностью, а так же увеличить стойкость штампов.

---

5.3.1 Усилие обрезки, пробивки и выбор пресса

где S - периметр среза, мм;

t - действительная толщина среза облоя или перемычки, мм;

- предел прочности при температуре обрезки, МПа.

При одновременной обрезке и пробивки общее усилие определяют по формуле:

Усилие обрезки:

=

Периметр среза находим по формуле:

Действительная толщина среза облоя:

t = z + n,

где размер z определяется графически по линии среза облоя, z=10;

n - возможная недоштамповка, которую принимают равной

положительному допуску на размер поковки по высоте, n=1,1.

t = 10 + 1,1 = 11,1мм.

=

Усилие пробивки:

Действительная толщина пробивки:

t = z’ + u + n,

где размер z определяется графически по линии пробивки, z=14;

n - возможная недоштамповка, которую принимают равной

положительному допуску на размер поковки по высоте, n=1,1, u - износ выступа под наметку штампа(принимают 2-5мм).

t = 3,5 + 1,1 + 14 = 18,6мм;

Периметр пробивки находим по формуле:

.

Общее усилие:

Выбираем обрезной пресс КИ9532 с номинальным усилием 1600кН.

Номинальное усилие, кН……………………………………………..1600

Стол, мм……………………………………………………………710х710

Ход ползуна, мм……………………………………………………..…220

Закрытая высота, мм………………………………………………...…750

Число ходов в минуту, 1/мин ……………………………..…...……….37

Масса, кг……………………………………………………………...13000

---

5.4. Назначение термообработки

В качестве термообработки поковки выбираем нормализацию.

Нормализация — это нагрев стальных поковок до температуры, на 30—40° превышающей температуру верхней критической точки, с последующим охлаждением на спокойном воздухе или даже в струе воздуха.

Температура нормализации 810℃.

Для нормализации подходит любая термическая печь.

---