Технология холодной объемной штамповки (стр. 1 из 3)
Федеральное агенство по образованию и науке
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Санкт – Петербургский государственный политехнический университет»
Кафедра: МиТОМД
Курсовая работа
по курсу «Теория, технология и оборудование обработки металлов давлением»
тема «Технология холодной объемной штамповки»
Работу выполнил:
студент Малыхин Г.Е.
Работу принял: Мертенс К.К.
Санкт – Петербург 2010 г
СОДЕРЖАНИЕ
1. Индивидуальное задание
2. Обзор способов холодной штамповки
3. Выбор материала детали
4. Выбор оборудования
5. Разработка технологического процесса
5.1 Отрезка
5.2 Структура технологического процесса
6. Инструмент
7. Смазка
8. Маршрутная технологическая карта
Список используемой литературы
Разработка технологии, определение технологических параметров и конструкции штампов для холодной объемной штамповки. Программа: 200 тыс. деталей в год.
Чертеж детали «Палец» изображен на рисунке 1:
Рис. 1 Деталь «Палец»
Исходя из формы детали, можно сделать вывод, что она применяется при необходимости соединения деталей из дерева, которые не подвергаются высоким нагрузкам, например в мебельной продукции и т.д.
2. Обзор способов холодной штамповки
При холодной объемной штамповке (ХОШ) металл пластически деформируется в штампе в холодном состоянии. В качестве заготовок для ХОШ обычно применяют прутковый материал из углеродистых и легированных сталей с низким, средним и высоким сопротивлением деформированию, а также из цветных металлов и их сплавов[1].
В связи с тем, что при холодной объемной штамповке металл не нагревается, она имеет перед горячей ряд преимуществ: из-за отсутствия на поверхности деталей окалины и обезуглероженного слоя повышается точность их размеров и снижается шероховатость поверхности. Это позволяет свести к минимуму последующую обработку деталей резанием и соответственно расход металла. ХОШ в зависимости от формы деталей может осуществляться осадкой, высадкой, выдавливанием, калибровкой, чеканкой и применяется для изготовления болтов, винтов, заклепок, гаек, шариков, роликов, поршневых пальцев, мелких цилиндрических и конических зубчатых колес и т. д.
Рабочие части инструмента-штампа для ХОШ работают в тяжелых условиях повышенного трения, высоких удельных усилий, достигающих 2000—2500 МПа, и высоких температур, развиваемых в процессе деформирования. В связи с этим для изготовления штампов применяют стали повышенной и высокой износостойкости, например Х6ВФ, 9Х5ВФ, X12, а также используют различные смазки и производят предварительную подготовку поверхности заготовок (нанесение веществ, уменьшающих трение), например, фосфатирование. К числу наиболее прогрессивных процессов, основанных на холодной пластической деформации, относятся взаимно дополняющие друг друга процессы листовой и холодной объемной штамповки.
При холодной объемной штамповке достигается: деформационное упрочнение, отсутствие надрезов, направленность волокна вдоль конфигурации штампованной заготовки, увеличение коэффициента использования металла и т.д.
В таблице 1 дается классификация процессов ХОШ [1]. Все операции в зависимости от характера преобладающего формоизменения разделены на 12 групп с индексами А, Б, В, Г, Д, Е, Ж, И, К, Л, М, Н, каждому из которых соответствует ряд с порядковым номером 1 – 12: А, Б, В – осадка, высадка, чеканка; Г, Д, Е – редуцирование, прямое выдавливание; Ж, И, К, Л, М, Н – выдавливание обратное, комбинированное, радиальное, вытяжка с утонением и др. Также в таблице 1 под соответствующим индексом введен показатель условной сложности наладки (1 – 9 в порядке повышения сложности). Операции с использованием инструмента примерно одинаковой сложности объединены, и границиы раздела выделены толстыми линиями.
Анализируя таблицу 1, можно сделать вывод, что для изготовления детали «Палец» необходимо использовать оперцаии прямого выдавливания, высадки, накатки и нарезки резьбы.
Таблица 1. Классификация операций холодной объемной штамповки
Продолжение Таблицы 1
Так как палец применяется при необходимости соединения деталей, которые не подвергаются высоким нагрузкам, ее можно изготовить из стали Ст15, которая обладает всеми необходимыми свойствами [2], а именно:
Вид обработки: нормализация.
Далее следует определить размеры стального прутка, найдем их исходя из принципа равенства объемов:
Условно разделим деталь на 5 цилиндров и сосчитаем суммарный объем:
Рассчитаем длину отрезаемого прутка. Исходя из полученных ранее значений диаметра прутка, равного 15 мм и объема V, равного 6,95
, найдем длину: 
Следовательно, в качестве заготовки, выбираем пруток диаметром 15 мм, обычной точности, из стали 15:
Для холодной объемной штамповки применяют в основном механические и гидравлические прессы, а также специальные холодновысадочные и другие автоматы. Все прессы ХОШ обладают высокой производительностью, например при штамповке на холодновысадочных автоматах производительность доходит до 400 деталей в минуту. В связи с большими технико-экономическими преимуществами по сравнению с горячей объемной штамповкой в последние годы ХОШ находит все большее применение.
Программа, указанная в индивидуальном задании, насчитывает 200 тысяч деталей. Следовательно, реализовывать ее необходимо на автомате. Технология производства деталей на автоматах отличается от аналогичной технологии изготовления на штамповочных прессах, данные особенности будут учтены при разработке технологического процесса.
В данном курсовом проекте будет использоваться автоматическая линия АА9035, которая изображена на рисунке 2. Автомат предназначен для холодной штамповки изделий из круглого калиброванного материала путем вытяжки и осадки. Так же на ней возможно нарезать резьбу на заготовке.
В качестве исходного материала используются штучные заготовки. Автоматы применяются для изготовления деталей методом холодной объемной штамповки. В зависимости от сложности изделия устанавливается соответствующее значение числа ходов ползуна. Изменение числа ходов ползуна осуществляется регулированием оборотов главного привода с пульта управления. Для сокращения времени замены инструмента и переналадки автомат оснащен гидравлическими быстродействующими зажимными устройствами. В автомате предусмотрена централизованная система охлаждения инструмента.
Ниже приведены технические характеристики автоматической линии АА9035:
Усилие 3.15 МН.
Диаметр штампуемого изделия
наибольший42 мм,
наименьший8 мм.
Диаметр заготовки
наибольший 42 мм,
наименьший8 мм.
Длина штампуемого изделия
наибольшая100 мм,
наименьшая35 мм.
Длина заготовки
наибольшая100 мм,
наименьшая25 мм.
Рис. 2 Автоматическая линия АА9035
5. Разработка технологического процесса
5.1 Отрезка
Резкой называют процесс разделения заготовки на части заданных размеров и формы. Резку применяют для получения заготовок заданных размеров и формы из сортового и листового проката, а также прорезей и отверстий в заготовках. Современные методы резки обеспечивают высокопроизводительную обработку заготовок практически любых размеров и из материалов с любыми физико-механическими свойствами [1].
Различают следующие технологические методы резки.
1. Распиливание ножовками, ленточными и дисковыми пилами. Используется для резки сортового проката.
2. Резка ножницами. Применяется для резки листового проката.
3. Резка на металлорежущих станках (токарных, фрезерных и др.).
4. Анодно-механическая, электроискровая и светолучевая (лазерная) резка. Эти методы применяют в тех случаях, когда другие методы не обеспечивают достаточной производительности и требуемого качества. Например, они используются для резки высокопрочных материалов по сложному и точному контуру и т. д.
5. Ацетиленокислородная резка. Ее используют для резки заготовок значительной толщины из углеродистой стали. Она не обеспечивает высокой точности, приводит к изменению структуры и химического состава материала в месте реза. Однако она широко распространена в условиях единичного производства благодаря своей проси не, высокой производительности и универсальности.
Четвертый и пятый методы являются дорогостоящими и достаточно непрактичными, так как ацетиленокислородная резка не обеспечивает высокой точности, лазерная резка может ее обеспечить, но, ввиду высокой стоимости, этот метод так же использовать не будем.