Анализ технологичности и выбор метода изготовления детали "первичный вал" (стр. 3 из 4)
- минимальное окисление поверхности или образования угара и т.д.
В нашем случае необходимо применение индукционной нагревательной установки, т.к. она повышает производительность труда, позволяет провести полную автоматизацию и обеспечить высокую стабильность процесса, улучшить условия труда и сократить потери металла на окалинообразование. Индукционный нагрев концов заготовок целесообразно выполнять в специальных индукторах — щелевых.
1. Необходимая частота тока индуктора: 8000 Гц для dзаг=20...40мм;
2. Продолжительность нагрева (обычного): tн =56 сек
3. Напряжение на индукторе принимаю: 750В
4. Глубина проникновения тока в металл: D=6,2 мм [1]
5. Размеры индуктора:
- внутренний диаметр индуктора:
dвн =d3AГ +S,
где S — толщина тепло- и электроизоляции
dвн=30 + 14 = 44 мм;
- длина индуктора:l1= п · 1ЗАГ+ Δl,
где Δl- компенсация краевого эффекта,
Δl= 1,5· d3AГ=45 мм;
L1=12*479 + 45 = 5793 мм.
6. Средняя мощность, развиваемая на нагревателе в процессе нагрева:
7. Мощность, подводимая к индуктору:
где η= 0,6;
В соответствии с данными техническими характеристиками подбираю кузнечный индукционный нагреватель, с пневматическим механизмом перемещения заготовок, с питанием от машинных преобразователей частоты по схеме централизованного питания: ИН2-250/10 [1]
7. Расчет переходов штамповки
Определяем объём высаживаемой части.
=321280-22320-45370-11720-40630 = 201240 мм3 Определяем длину высаживаемой части.
ммПроведем проверку на устойчивость.
т.к.2.3<ψ=9,49 то , следовательно необходим наборный переход Определим размеры полости наборной части ручьёв.
1 переход : набор в коническом пуансоне
Рис.7. Эскиз полуфабриката после первого перехода.
Диаметр меньшего основания
dk=η· Dзаг;
dk=1,04·30 = 31,2мм;
Диаметр большего основания
Dk= ε·Dзаг
Dk=1.34*30 = 40.2мм
Lk- Длина конуса
где u- коэффициент запаса пространства полости штампа, принимаем равным 1,09 следовательно
Переходы 2,3,... необходимы, если ψп >ψд, где
6,1 >2,26 - необходим дополнительный переход
2 переход: набор в коническом пуансоне
Рис.8. Эскиз полуфабриката после второго перехода.
Диаметр меньшего основания
dk=η· Dзаг;
dk=1,04*31,2 = 32,45мм;
Диаметр большего основания
Dk= ε·Dзаг
Dk=1.25*35,7 = 44мм
Lk- Длина конуса
где u- коэффициент запаса пространства полости штампа, принимаем равным 1,06 следовательно
Переходы 2,3,... необходимы, если ψп >
д,где 
4,7 >2,26 - необходим дополнительный переход
3 переход
Рис.9. Эскиз полуфабриката после третьего перехода.
Диаметр меньшего основания
dk=η· Dзаг;
dk=1,04*32,5 = 33,8;
Диаметр большего основания
Dk= ε·Dзаг
Dk=1.69*38 = 64,6
Lk- Длина конуса
где u- коэффициент запаса пространства полости штампа, принимаем равным 1,05 следовательно
Переходы 2,3,... необходимы, если ψп >
д,где 
2,06 <2,26 -переходов не требуется. 4й формовочный переход завершающий.
4 переход: формовочный переход
Рис.10. Эскиз полуфабриката после четвёртого перехода
8. Определение усилий штамповки и выбор оборудования.
Наибольшие усилия возникают при штамповке в окончательном формовочном ручье, поэтому выбираем номинальное усилие пресса в зависимости от усилий, возникающих в чистовом ручье.
1) Для правой стороны
Усилие при штамповке на ГКМ в открытых штамповочных ручьях определяют по формуле :
где σт=82МПа- предел текучести металла при температуре штамповки ;
D- диаметр поковки;
К-коэффициент определяемый в зависимости от вида штамповки на ГКМ.
Высота штампа:
Н =
= 40 + 45 + 65 + 69+ 0,3((382 + 40) + (352 + 45) + (288 + 65) + (259 + 69)) + 10(4 +1) = 817,4мм
Где k -число переходов.
Выбираем ГКМ с усилием Р=8000 кН =8 МН ([I], с. 299, табл. 18).
9. Отделочные операции
9.1 Термическая обработка поковок (отжиг)
Отжиг применяется в качестве предварительной термообработки для снятия внутренних напряжений, улучшения обработки резанием, устранение структурной неоднородности и подготовки к следующей термообработке. Температура отжига t=800 ºС.
9.2 Очистка поковок от окалины
Для очистки поковок от окалины используется дробеметно-дробеструйная камера периодического действия. [2]
Табл.3. Параметры дробеметно-дробеструйной камеры.
| № п/п | Параметр | Ед. изм. | Значение параметра | |
| 1 | Производительность | т/ч | 5-7 | |
| 2 | Внутренние размеры камеры | м | 4,5x4,5x3,0 | |
| 3 | Грузоподъемность тележки | т | 10 | |
| 4 | Диаметр поворотного стола | мм | 3200 | |
| 5 | Число аппаратов | дробеметных | шт. | 2 |
| дробеструйных | 1 | |||
| 6 | Габаритные размеры камеры (длина х ширина х высота) | м | 9,5x10x6 | |
| 7 | Производительность одного аппарата | дробеметного | кг/мин | 250 |
| дробеструйного | 25 | |||
10. Разработка конструкции штампов, деталирование
10.1 Выбор конструкции штампов
При конструировании ручьев штампов и их элементов следует пользоваться в качестве исходных данных расчетами по переходам штамповки. Штамповку поковки осуществляем в открытых ручьях. Высадку производим как в ручьях пуансона так и в ручьях матрицы.
При конструировании штампа проверяют возможность применения конструкции блоков матриц типа I [2] и только в случаях, когда не удается расположить все вставки в одном блоке, применяют другие конструкции блоков.
10.2 Конструктивная проработка штамповочных ручьев
10.2.1 Расчет размеров 1-го наборного ручья
Размеры зажимной части ручья -d=30 мм - диаметр заготовки,
I-173мм - длина зажимной части, d=0 мм , т.к. штамповку ведем с применением прижима. Такие же зажимные вставки применяем во всех ручьях при штамповке.
Рис. 11. Схема конструкции наборной части ручья.
Диаметр пуансона определяю по формуле:
Dn >DK+0,2-(DK+lK) + 5,
где DK, LK - размеры требуемого наборного перехода с учетом усадки,
Dn=40 + 0,2-(40 + 210) + 5 = 95 мм
Принимаю Dn = 95 мм
Диаметр матрицы: DM = Dn + 2 · δ1= 95 + 2 · 0,6 = 96.4 мм ,
где δ1 - радиальный зазор между пуансоном и блоком матриц
Длина матрицы: 1М > (1выс + 0,5·d1) - 1К,
где 1выс - длина высаживаемой части,
d1 - диаметр исходной заготовки.
1М ≥ (284.84 + 0,5 ·30) - 210 = 89.84 мм
Длина пуансона: ln =lz - (lp +S2);
lz=356 мм;
1П = 356-(174 + 2.5) = 176.5 мм
10.2.2 Расчет размеров 2-го наборного ручья.
Рис.12. Схема конструкции наборной части 2-го ручья.