Вместо использования газовых, пламенных печей и других нагревательных устройств в большинстве случаев вполне целесообразно и оправданно применение индукционных нагревательных установок. Такая замена позволяет, в конечном итоге, снизить себестоимость продукции.

Основное и главное преимущество индукционного нагрева заключается в следующем. В любой неиндукционной нагревательной установке металл, помещенный в область воздействия температур, нагревается за счет теплопередачи. Таким образом, осуществляется, по сути, "косвенный" нагрев. В индукционных нагревательных установках, магнитный поток, созданный током генератора, пронизывает металл, находящийся в индукторе. Под действием магнитного потока, в металле (заготовке) протекают индуцированные токи, непосредственно воздействуя на структуру металла, и как следствие, нагревая его. Интенсивность нагрева пропорциональна мощности источника тока, рабочей частоте (частоте изменения магнитного поля) и зависит от физических свойств металла.

Оперативно изменяя мощность преобразователя частоты, изготавливая индукторы специальной конструкции, оказывается возможным регулирование температуры нагрева заготовок. Выбор рабочей частоты генератора позволяет управлять глубиной прогрева, что широко используется в индукционных закалочных установках.

В итоге выбираем обычный индукционный нагрев, продолжительностью 325 секунды, и частотой тока 500 Гц [2].

3. расчет обЪема и веса детали

На рисунке 1 приведена схема разбивки детали на элементарные объемы. Объем детали будет равен алгебраической сумме элементарных объемов.



Рисунок 1 – Схема разбивки детали на элементарные объемы
Рассмотрим элемент, объем которого мы можем найти по формуле (1)
V_Ι = V₁-V_А-V_В- V_С-V_Д-V_Е-V_Ж V_З , (1)
где объем V₁ - объем полого цилиндра:
V_{пол. цил.} = 0,785 ∙ h ∙ (D² – d²), (2)
V₁=0,785∙ 34 ∙ (192,776² – 97²)=740743,22 мм³
объем V_А – объем четверти тора:
V_А=2,47r²(D-0,848r), (3)
V_А=2,47∙10²((97+20)-0,848∙10)=26804,44мм³
объем V_В - объем четверти тора:
V_В=2,47r²(D+0,848r), (4)
V_В

---

=2,47∙10²((172-20)+0,848∙10)=39638,56мм³
объем V_С – объем полового цилиндра, находим по формуле (2)
V_С=0,785∙10²(152²-117²)= 73907,75 мм³
объем V_Д – объем восьми отверстий, имеющих форму цилиндра:
V_цил. = 0,785∙h∙D², (5)
V_Д=8∙0,785∙7∙9²=3560,76 мм³
объем V_Е – объем восьми отверстий, имеющих форму усеченного конуса:
V_Е= H(D²+Dd+d²), (6)
V_Е = ∙3(15²+15∙9+9²)=2769,48мм³
объем V_ж- объем полового цилиндра, находим по формуле (2)
V_ж=0,785∙14(175²+113²) = 6237,44 мм³
объем V_з – объем четверти тора, находится по формуле (4)
V_з = 19596,58 мм³
V_Ι = 378228,20 мм³
Рассмотрим второй элемент, объем которого мы можем найти по формуле (6)
V_ΙΙ = V₂-V_К-V_{И ,} (7)
где объем V₂- объем цилиндра, находим по формуле (5)
V₂ = 0,785∙97²∙56=413619,64 мм³
объем V_К- объем цилиндра, находим по формуле (5)
V_К = 0,785∙77²∙56=260638,84 мм³
объем V_И- объем двух конических кольца:
V_И = 0,524(3D-2d)dH , (8)
V_И = 2∙0,524(3∙97-2∙3,5)3,5∙11=11458,83 мм³
V_ΙΙ=141521,97 мм³
Рассмотрим третий элемент объем, которого V_ΙΙΙ – это объем зубьев колеса, и он равен объему полого цилиндра (формула (2)), умноженному на коэффициент, равный 0,55:
V_ΙΙΙ =∙0,55 0,785∙34(210,78² – 192,78²) = 106655,70мм³, (9)
Складывая объемы трех этих элементов найденные по формулам (1), (7), (9) получим объем всей детали:

V_Д = V_Ι+V_ΙΙ+V_ΙΙΙ , (10)
где V_Д - объем детали;

V_Ι ,V_ΙΙ,V_ΙΙΙ – объемы, получаемые по формулам (1,7,9).
V_Д= 626405,87 мм³ = 626,406 см³
Теперь, зная объем детали, найдем массу детали по формуле (11):
М_Д = V_Д ∙ ρ, (11)
где ρ - плотность материала, =7,8 г/см³.
М_Д = 626,406 ∙ 7,8 = 4917,29 г

4. определение группы металла , группы сложности , группы точности , исходного индекса

Расчет ведем по ГОСТ 7505-89.

Группа стали назначается, исходя из среднего массового содержания углерода или легирующих элементов. Материал – Cталь 20ХН3А ГОСТ 4543-71, суммарная массовая доля легирующих элементов 4%, а значит группа стали М2.

Степень сложности определяется путем вычисления следующего

отношения (11):
С_i =

---

, (12)
где V_ПОК – объем поковки;

V_Ф - объем геометрической фигуры, в которую вписывается форма детали (рисунок 2).



Рисунок 2 – Геометрическая фигура, в которую вписывается форма детали
Для данной детали описанной фигурой будет являться цилиндр, размеры которого увеличены на 1,05. Найдем объем этого цилиндра по формуле (2):
V_Ф = 0,785 ∙ 58,8 ∙ 221,32² = 2260936,19 (мм³).
Объем поковки на данном этапе находится по формуле (13):
V_ПОК = V_Д ∙ К_Р, (13)
где К_Р – расчетный коэффициент, К_Р = 1,7.
V_ПОК =626405,87 ∙ 1,7 = 1064889,97 (мм³).
С_i = = 0,47.
По расчету получаем степень сложности поковки С₂.

Класс точности поковки устанавливается в зависимости от технологического процесса и оборудования для ее изготовления, а также исходя из предъявляемых требований к точности размеров поковки. Согласно ГОСТ 7505-89 выбираем
4-й класс точности – Т4.

Массу поковки найдем по формуле, аналогичной формуле (11):

М_ПОК = 1064,889 ∙ 7,8 = 8306,1 г

Исходный индекс для последующего назначения основных припусков, допусков и допускаемых отклонений определяется в зависимости от массы, марки стали, степени сложности и класса точности поковки по ГОСТ 7505-89.
В данном случае исходный индекс 14.

5. НАЗНАЧЕНИЕ припускОВ, кузнечных напусков и Допусков

Все припуски, напуски и допуски назначаются по ГОСТу 7505-89.

Основные припуски на механическую обработку:

2 – диаметр 210,78 мм;

2,2 – диаметр77 мм;

2,3 – диаметр 56 мм;

1,7 – толщина 34 мм;

2 – диаметр 175 мм;

1,5 – толщина 10 мм;

2 – диаметр 172мм;

1,7 – диаметр 90 мм;
Дополнительные припуски, учитывающие:

1. 
   смещение по поверхности разъема штампа – 0,3 мм;
   
2. 
   отклонение от плоскости – 0,5 мм.
   

Кузнечные напуски: штамповочные уклоны на наружных поверхностях – 5⁰, штамповочные уклоны на внутренних поверхностях – 7⁰.

Для определения допусков необходимо найти размеры поковки:

---

диаметр 175 - 2 ∙ (2 + 0,3) = 170,4 ≈ 170,5 мм;

диаметр 172 - 2 ∙ (2+0,3) = 167,4≈167,5 мм;

диаметр 90 + 2 ∙ (1,7 + 0,3) = 94 мм;

диаметр 210,78 + 2 ∙ (2+0,3) = 215,38≈215,5 мм;

диаметр 77 - 2 ∙ (2,2+0,3) = 72;

толщина 10 + 2 ∙ (1,5+0,5) = 14 мм;

толщина 56 + 2 ∙ (2,3+0,5) = 61,6≈61,5 мм;

толщина 34 + 2 ∙ (1.7+0,5) = 38,4≈38,5 мм;
Допускаемые отклонения размеров:

диаметр 170,5 ;

диаметр 167,5 ;

диаметр 94 ;

диаметр 215,5 ;

диаметр 72 ;

толщина 14 ;

толщина 61,5 ;

толщина 38,5 ;

Допуск размеров, не указанный на чертеже поковки, принимается равным 1,5 допуска соответствующего размера поковки с равными допускаемыми отклонениями.

Неуказанные допуски радиусов закругления – 0,5 мм.

Допускаемая величина смещения по поверхности разъема штампа - 0,8 мм.

Допускаемая величина остаточного облоя – 1мм.

Допускаемая величина высоты заусенца на поковке по контуру обрезки облоя не должна превышать 5мм

Размеры поковки и их допускаемые отклонения представлены на чертеже 1.

6. выбор формы перемычки. Ее расчет

Выбираем плоскую перемычку, ее толщину S можно определить по формуле (13):
, (13)
где d – диаметр основания, d=72 мм;

h – высота до перемычки сверху.

На рисунке 3 приведена схема перемычки с обозначением всех размеров.



Рисунок 3 – Схема перемычки

Высота до перемычки h находится по приближенной формуле (14):
h = 0,5H. (14)
Подставим известные величины и найдем h и S:

h = 0,5 ∙ 61,5 = 30,75 (мм);

S =

---

= 7 (мм).

7. Выбор облойной канавки

Выберем основной тип канавки, у которой магазин открыт полностью с одной стороны (рисунок 4):


Рисунок 4 – Схема облойной канавки
Для канавок круглых в плане высоту облойной канавки рекомендуют брать по следующей зависимости (формула (15)):
h = 0,02D_п, (15)
где D_п – наружный диаметр поковки в плане, D_п=215,5 мм.

Получаем:

h = 0,02 ∙ 215,5 = 4,31 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.

8. проектирование переходов штамповки

Для штамповки данной детали необходимо спроектировать три ручья: осадка, черновой и чистовой ручьи. Разработка технологии начинается с проектирования чистового ручья по горячим размерам поковки, которые на 1,5% больше холодных размеров.

По горячим размерам поковки вычерчивается чистовой ручей штампа.

После разработки чистового ручья проектируется черновой ручей. Штамповочные уклоны чернового и чистового ручьев штампа одинаковы. Объем перемычек в чистовом и черновом ручье одинаков. Объем чернового ручья в открытом штампе должен быть примерно на 5 % больше чистового ручья. Свободное вхождение полуфабриката после черного ручья в чистовой достигается уменьшением наружных и увеличением внутренних диаметральных размеров.

Наружные диаметральные размеры полуфабриката после чернового ручья находятся по формуле (16):
D^н_черн = D_чист – D_чист ∙ k ∙ t^OC, (16)
где D_чист – соответствующий диаметральный размер в чистовом ручье;

k – коэффициент линейного расширения, k = 12 ∙ 10^-6;

t^OC – температура штамповки, t^OC = 1000^OC.

Подставим численные значения и получим:

215,5 – 215,5 ∙ 12 ∙ 10^-6 ∙ 1000 = 212,9 мм;

94 – 94 ∙ 12 ∙ 10

---

Смотрите также файлы

• Студента Никитина Виктория Михайловна (фамилия, имя, отчество) Группы.doc

• Памятка для студента учебная практика является обязательной составляющей обучения по специальности лечебное дело. Дневник составлен на основании Положение О практике обучающихся,.docx

• Самостоятельная работа по теме 2 Студента 2 курса Специальность 46. 02. 01.docx

• Согласно ст. 24 Ск суд обязан разрешить следующие вопросы с кем будут проживать общие несовершеннолетние дети.docx

• 1. Тромбофлебиты и флебиты, острые в том числе, причины этиология,патогенез, диагностика, лечение.pdf