Кинематическая схема КГШП

2 Кинематическая схема КГШП

Рисунок 1

1. Ползун;
2. Тормоз
3. Шкив
4. Электродвигатель
5. Приёмный вал
6. Малое зубчатое колесо
7. Большое зубчатое колесо
8. Пневматическая функциональная дисковая муфта
9. Кривошипный вал
10. Шатун
11. Стол пресса
12. Клин

Для КГШП характерно то,  что усилие, возникающее при штамповке, воспринимается массивной станиной. На станине пресса установлен электродвигатель 4. На его валу закреплён шкив 3, от которого крутящий момент через клиноременную передачу передаётся маховику, закреплённому на приёмном валу. На другом конце этого вала насажено малое зубчатое колесо 6, находящееся в зацеплении с большим зубчатым колесом 7 со встроенной в него пневматической муфтой включения 8. Большое зубчатое колесо с муфтой расположено на коленчатом валу 9, который при вращении приводит в движение шатун 10 с ползуном 1 в направляющие стороны.

          Для остановки вращения кривошипного  вала после включения муфты  служит тормоз 2. Стол пресса 11 , установленный на наклонной поверхности, может перемещаться клином 12 и тем самым в незначительных пределах регулировать высоту штамповочного пространства. Для обеспечения удаления поковки из штампа пресса имеется выключатели в столе и ползуне. Выталкиватели срабатывают при ходе ползуна вверх. Остановка моховика производится тормозом при включенном электродвигателе.

           Для исключения заклинивания  и поломки пресса открытые  штампы на КГШП не смыкаются  на величину заусенца.

 

3 Положение плоскости разъема  штампа

   

 

 

 

эскиз

 

 

 

4  Определение припусков на  механическую обработку и допусков

 

1. Деталь – стакан.
2. Штамповочное оборудование  - Кривошипный горячештамповочный пресс (КГШП).

Нагрев заготовок – печной газопламенный.

3. Параметры поковки

• Ориентировочная масса поковки;

G_n = V_n

ρ = 0,00029 7880 = 2,3 кг

где    ρ=7870 кг/м³ 

        V_n – объём поковки, м³

 

V_n= n

V_д

 

где    V_д – объём детали, м³;

          n = 1,2…..1,4 коэффициент, учитывающий увеличение объема  

                                детали на припуски, кузнечные  напуски 

V_n= 1,3

3,14 45² 35=0,00029 м³

• Класс точности поковки устанавливаем в зависимости от технологического процесса и оборудования для её изготовления.

              Класс точности  Т4

• Группа стали устанавливается исходя из среднего массового содержания углерода и легирующих элементов (Si, Mn, Cr, Ni, Mo, W, V)

     Группа стали принимаем  М1

      (Углерода около 0.22%)

• Степень сложности определяем путём вычисления отношения объёма поковки V_п к объему геометрической фигуры V_ф, в которую вписывается форма поковки (цилиндр).

90х1,05=95мм

  35х1,05=37мм

      Vф = π х r² х h = 3,14 х 47,5² х 37 =0,00026 м³ ;      

      Vn/Vф = 0,00022/0,00026 = 0,84   

                Степень сложности принимаем С1

       -    Выбор поверхности разъёма  штампа.

      Поверхность разъёма  называют поверхность соприкосновения  верхней и           нижней половины между собой.  На детали плоскость разъёма  штампа выбираем так,   чтобы  при этом глубина полости штампа  была наименьшей, что облегчает  заполнение металлом полости  штампа и хорошую выемку штампованной  поковки из неглубокой полости.

       Конфигурация  поверхности штампа плоская ( П )

• Исходный индекс определяем для последующего назначения припусков на механическую обработку и допускаемых отклонений размеров. Исходный индекс зависит от массы поковки, марки стали, степени сложности и класса точности поковки. Согласно ГОСТ 7505-89 таблица 2

         Исходный  индекс принимаем 10

4. Назначение припусков на механообработку, мм.

          Диаметр 90 мм, чистота поверхности 12.5 припуск 1.2мм

 Диаметр 80 мм, чистота поверхности 12.5 припуск 1.2мм

 Диаметр 65 мм, чистота поверхности 3.2 припуск 1.5мм

 Толщина 35 мм, чистота поверхности 3,2 припуск 1.5 мм

 Толщина 10 мм, чистота поверхности 3,2 припуск 1.4 мм

5. Кузнечные напуски

         -    На наружные поверхности 5⁰

         -    На внутренние поверхности  7⁰

6. Смещение по поверхности разъёма штампа,  по ГОСТ 7505-89 таблица 4 – 0,3мм
7. Изогнутость и отклонения от плоскостности и прямолинейности, согласно ГОСТ 7505-89 таблица 5 - 0,3мм
8. Размеры поковки с припусками на механообработку:

Диаметр 90 + (1.2 +0,3) х 2 = 93 мм

Диаметр 80 + (1.2 +0,3) х 2 = 83 мм

Диаметр 65 – (1.5+0,3)х2 = 61 мм

Глубина (37-10) х 0,8 = 22 мм

Толщина 35 +1,5+2+0,3х2 = 39 мм

Толщина 10 + 1.4+1,6 +0,3х2 = 14 мм

9. Допускаемое отклонение размеров:

Диаметр 90^+1.1/-0,5

Диаметр 83 ^+1.1/-0,5

Диаметр 61^-0,5/+1,11.1

Глубина 22^+0,9/-0,5

Толщина 39^+0.9/0,5

Толщина 14^+0.9/0,5

10. Допускаемое отклонение от плоскостности – 0,6мм.
11. Данные необходимые для разработки эскиза поковки, сведены в таблицу 1

Таблица 1

Размеры детали, мм	Шерохова-тость поверх-ности, мкм	Припуск, мм		Размер  поковки, мм	Предельные  отклонения размера поковки, мм
		основной	дополнительный
1	2	3	4	5	6
Ø 90	12,5	1,2	0,3	Ø 93	+1,1 -0,5
Ø 80	12,5	1,2	0,3	Ø83	+1,1 -0,5
Ø 65	3,2	1,5	0,3	Ø61	-0,5 +1,1
35	3,2	1,5	0,3 + 2,0	39	+0,9 -0,5
10	3,2	1,4	0,3 + 1,6	14	+0,9 -0,5
Глубина 25	12,5	1,2	0,3	22	+0,9 -0,5

 

5 Определение штамповочных  уклонов и радиусов закруглений

 

1. Минимальный радиус закругления, по ГОСТ 7505-89 таблица 7 - r=2,5мм (принимаем 3) - наружные углы,

r х 3=9 мм - внутренние углы.

   (Глубина ручья составляет 37 мм, масса  поковки 2,3 кг.)

 

2) Допускаемая величина остаточного облоя по ГОСТ 7505-89 таблица 10 - 0,8 мм

3) Допускаемая величина высоты заусенца по контуру обрезки облоя - 3мм.

4) Допускаемое отклонение от соосности выемки не более 1,0 % глубины отверстия 22 х 0,01=0,2 мм

 

6 Выбор усилия КГШП:

по  таблице 2 Методических указаний

Масса поковки равна 2,3кг, значит усилие 1600 кН.

 

7 Эскиз поковки

 

 

 

 

8 Расчет заусенечной канавки

-  Пережимной мостик

h_з = 0,015 х d_n = 0,015 х 93 = 1,4 мм

 

где    d_n– наружный диаметр поковки, мм;

Выбираем канавку номер 2:  h_з=1мм; h₁=3мм; в=7мм; в₁=22; площадь канавки S_з=80 мм²

 

9 Расчет размеров исходной заготовки

Объем исходной заготовки

 

V_заг = (V_пок + V_з + V_пер) х (100 + σ)/100

 

где V_пок + V_з + V_пер – объёмы поковки, заусенца, перемычки соответственно, мм;

      σ – потери  металла на угар ( 0,3…1 %,  принимаем 0,6 %)

Объем заусенца

 

V_з= k  x S_з x P_n

       где k =0,5 – коэффициент заполнения заусенечной канавки;

 

            S_з – площадь поперечного сечения заусенечной канавки, мм²;

            P_n – периметр поковки в плоскости разьема штампа, мм

P_n= π х d_n

где    d_n– наружный диаметр поковки, мм;

P_n= 3,14 х 93 = 292,1мм;

 

V_з= 0,5  x 80 x 292,1 = 11304,0 мм³

 

- объем перемычки

V_пер = (π х d_on х S) / 4 = (3,14 x 61 x 15) /4 = 718,3 мм³

 

где    d_on–внутренний диаметр поковки, мм;

                S – толщина перемычки, мм

V_заг = (289311,8 + 11304,0 + 718,3) х (100 + σ)/100= 303142,1 мм³

    Диаметр исходной заготовки

                                       3  ----------

                     D_заг = 1,08 √ V_заг / m 

 

где    m –1,5….2,8 – коэффициент, приблизительно равный отношению длины и    

        диаметра исходной  заготовки. Принимаем m = 2,3

                            3   -----------------

           D_заг = 1,08 √ 303142,1  / 2,3  = 55 мм 

 

    Длина заготовки:     L_заг=4 V_заг / π D²_заг,

 

L_заг=4

303142,1 / 3,14 55² = 128 мм

 

      10 Определение температурного режима штамповки и продолжительности нагрева

 

      По таблице 4 Методических указаний выбираем для ст.3 рекомендуемый интервал температур ковки 1280 ⁰С – 750 ⁰С;

Скорость  нагрева принимаем из расчета 1 минута на 1 мм диаметра. D_заг = 55 мм

Время нагрева – 55 минут

При скорости нагрева 10 ⁰С в минуту  получаем:

Температура начала ковки    -   1290 ⁰С;

Температура конца ковки     -    730 ⁰С

 

Примечание - Отверстие диаметром 45 мм получаем путем механической обработки (сверление)