Технология изготовления шпинделя

Министерство образования и науки Российской Федерации

Московский государственный университет приборостроения и информатики

Факультет «Технологическая информатика»

Кафедра «Информационные технологии обработки давлением»

КУРСОВАЯ РАБОТА

По дисциплине: Ковка и объемная штамповка

Вариант №10

Выполнил:

Грешилов Д.В.

студент 3го курса

Проверил:

Леняшин В.Б.

МОСКВА 2010

1. Выбор способа ковки

Для изготовления детали «Шпиндель» будем производить на гидравлическом прессе.

2. Составление чертежа поковки

Тип поковки – цилиндр.

Соотношение размеров: (L > 1,2D, L < 30D)

L = 1000 мм, D = 480 мм.

576 < 1000 < 14400

Мы выбрали данный тип поковки, т.к. d < 0,5D (200 < 240) и мы не можем выбрать тип «цилиндр с отверстием».

Припуски на механическую обработку и предельные отклонения будем брать из таблицы 2. (ГОСТ 7062-90).

на  480 мм припуск δ1 = 20 мм и предельное отклонение Δ1 = 7 мм;

на размер 1000 припуск δ2 = 60 мм и предельное отклонение Δ2 = 21 мм;

3. Определение размеров, формы и массы заготовки

Определим объем и массу поковки

1)Объем поковки:

Vпок = = = 208130513 мм3

2) Масса поковки:

Gпок = Vпок ∙ ρ+ m1\

m 1= 0.28· 10-6· D3 = 35 кг

Gпок = 1669 кг

Общая масса заготовки:

Gзаг=Gпок + Gуг.;

Массу угара принимаем 3% массы нагреваемого металла за нагрев

Масса годной части заготовки:

На основе полученных данных о массе годной части заготовки выбираем из таблицы [2,67] восьмигранный слиток УЗТМ с приведёнными ниже характеристиками.

Масса слитка полная	2100 кг
Масса годной части слитка	1770 кг
Масса прибыльной части слитка	256 кг
Масса донной части слитка	74 кг
	441 мм
dmin	390 мм
	1550 мм
	2110 мм

Выход годного:

ηпок = Gпок / Gзаг ∙ 100% = 1720/2100 * 100% = 82%

Коэффициент расхода металла

kр= 1/ ηпок = 1,22

4. Определение вида, числа и последовательности кузнечных операций для изготовления поковки

Первичный нагрев;

биллетировка на 390 мм;

отрубка донной и прибыльной частей;

осадка с  390 мм на  550 мм;

подогрев;

протяжка с  550 мм на  400 мм;

осадка с  400 мм на  500 мм;

правка.

5. Выбор термического режима нагрева, подогрева и охлаждения поковки

Время нагрева заготовки при температуре печи 1300оС будем определять по формуле Н.Н. Доброхотова.

где Dзаг - диаметр нагреваемой заготовки, м.

Нагрев заготовки будем производить в 2 этапа, т.к. наша заготовка является холодным слитком из высокоуглеродистой стали.

= 4,4 ч.

= 1,46 ч.

где τ1 - время нагрева от 0 до 850оС (первый этап)

τ2 - время нагрева от 850 до 1200оС (второй этап)

Между этапами необходимо осуществить выдержку для выравнивания температуры по сечению металла с тем, чтобы фазовые превращения происходили при минимальном температурном градиенте (переход в аустенит). Большие перепады температур между поверхностью и сердцевиной заготовки приводят к термическим напряжениям, которые, в свою очередь, грозят образованием макро- и микротрещин при нагреве.

Конечный температурный коэффициент по сечению не должен превышать 100оС.

Максимальная температура нагрева стали 40Х перед ковкой

1250 оС

Минимальная температура окончания ковки:

интенсивное обжатие

проглаживание

800 оС

750 оС

Общая продолжительность нагрева

5 ч. 50 мин

6. Выбор номинального усилия (расчёт силы операций)

1. Биллетировка на 390 мм

Н1=Н0∙(D0/D1)2

Н1=1550∙(441/390)2=1982 мм УБ = 1982/1550= 1,28

2. Осадка с  390 мм на  550 мм .

Н2=Н1∙(D1/D2)2

Н2=1982∙(390/550)2=996 мм

P = ψ∙(1 + 0,17∙Dпок/Hпок) ∙ σТ ∙F

P1 = 0,9 ∙(1 + 0,17∙550/996) ∙ 24 ∙0,12 =2,85 МН

У1 = (F2/F1)=(D2/D1)2

У1 = (550/390)2= 2

3. Протяжка с  550 мм на  400 мм.

Н3=996∙=1883 мм

P = ν∙ψ∙(1 + 0,17∙l/Hзаг) ∙ σТ ∙bзаг∙l

P2 = 1,25∙0,9∙(1+0,17∙400/996) ∙24∙0,55∙0,4=6,53 МН

У2 = 1883/996= 1,9

4. Осадка с  400 мм на  500 мм .

Н4=1883∙(400/500)2=1205 мм

P4 = 0,9 ∙(1 + 0,17∙500/1205) ∙ 24 ∙0,12 =2,83 МН

У4 = (500/400)2= 1,56

Уобщ =1,28*2*1,9*1,56=7,58

Максимальное усилие используемое за весь технологический цикл объёмной ковки на прессах равно 6,53 МН.

Параметр	Норма
Номинальное усилие пресса, кН	8000
Наибольший ход траверсы, мм	900
Ход выдвижного стола, мм в одну сторону в другую сторону	360 1060
Мощность привода, кВт	800
Масса, т	160

1.Два вырезных бойка (материал Ст.15ХН)

Для отрубки:

1.Топор односторонний (высота отрубающей части 110мм, длина отрубающей части 800мм; материал 35ХМ).

Приспособления :

1.Клещи охватывающие (для слитка; материал Ст.3);

2.Клещи зажимные для тяжелых поковок (материал Ст.3).

Технологическая карта. Наименование детали: Шпиндель

Сталь 40Х

Механические свойства поковки

Гидравлический пресс усилием 8 МН

Баланс металла

Химический состав, %:

0, 37– 0, 45C;

0,17 – 0,37 Si;

0,50 – 0,80 Mn;

не более 0,25 Cr.

Группа I;

ГОСТ 1050-74 и ГОСТ 14959-79;

в580 МПа;

т340 МПа;

KCV≥600 кДж/м2

НВ не более 187

Число поковок

Число поковок из слитка

Температура начала ковки,

Температура конца ковки,

Охлаждение

1250

750

в масле

Составляющая

кг

Слиток

Поковка

Поддон

Прибыль

2100

1770

256

100

84,3

3,5

12,2

Операция

Эскизы переходов

первичный нагрев;