Введение 4
1 ПАТЕНТНЫЙ ПОИСК 8
1.1 Обзор литературных источников 13
2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 19
2.1 Разработка чертежа поковки 19
2.2 Определение размеров исходной заготовки 23
2.3 Определение необходимости применения предварительного
профилирования заготовки 26
2.4 Расчет параметров вальцовки 28
2.5 Определение размеров исходной заготовки 29
2.6 Расчет переходов вальцовки 29
2.7 Расчет усилия штамповки и выбор оборудования 32
2.8 Определение усилия обрезки облоя 34
2.9 Производство заготовок 36
2.10 Расчет нормы расхода материалов 39
2.11 Термообработка поковок 41
2.12 Финишные операции 42
2.13 Планировка рабочего места 43
2.14 Выбор нагрева заготовок перед штамповкой 44
2.15 Расчет индукционного нагревателя 45
3. КОНСТРУИРОВАНИЕ ШТАМПОВОЙ ОСНАСТКИ 49
3.1 Устройство типовых штампов для КГШП 49
3.2 Конструирование ковочного штампа 49
3.3 Конструирование вальцовочного инструмента 52
3.4 Материалы для изготовления штампов 57
3.5 Регулировка и наладка штампов КГШП 58
3.6 Выбор смазочных материалов 60
4. ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ЧАСТЬ 63
4.1 Моделирование штамповки по 3 штуки 63
4.2 Моделирование штамповки по 1 штуке 69
4.3 Моделирование штамповки в торец 76
4.4 Исследование характера износа инструмента 84
4.4.1. Износ инструмента при штамповке по 3 поковки 85
4.4.2 Износ инструмента при штамповке по 1 поковке 87
4.5 Анализ результатов моделирования 90
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ПО РАБОТЕ 93
Список использованной литературы 95
Проблематика:
Обеспечение экономичного производства поковок типа «Стержень с фланцем».
Цель:
Выявить наиболее оптимальный технологи-ческий процесс штамповки поковок типа «Стержень с фланцем» на основании сравнительного анализа различных вариантов. Целью данной работы является исследование и обоснование выбора технологического процесса штамповки деталей типа «стержень с фланцем» в зависимости от геометрических параметров.
Задачи:
1) Провести имитационное моделирование штамповки детали «стержень с круглым фланцем» по различным технологическим схемам для выявления оптимального результата;
2) Произвести имитационное моделирование штамповки детали «стержень с прямоугольным фланцем» по различным технологическим схемам для выявления оптимального результата;
3) Провести моделирование работы штамповых вставок в программе Q-form для выявления характера и интенсивности износа для приведенных технологических процессов.
Анализ действующего технологического процесса.
В настоящее время поковка «Палец» штампуется по многоштучной системе по 2 штуке на прессе LZK 1600. Эскиз расположения поковок по базовой технологии приведен на рисунке 1.
При такой технологии штамповки поковка относится ко второй группе и третьей подгруппе - поковки удлиненной формы, с небольшим перепадом площадей поперечного сечения.
Технологический процесс состоит из следующих операций
- Разделение металла на мерные заготовки. Производится в заготовительном цехе резки металла. Резку производят на пресс-ножницах Ficep F-560, усилием 560 ТС. Заготовки транспортируют в кузнечно-прессовый корпус автомобильным транспортом.
- Штамповка: нагрев до Т=(1200-1250)°С, штамповка за два перехода на прессе LZK-1600, обрезка облоя на прессе КБ9534.
- Нормализационный отжиг.
- Дробеочистка в дробеочистной установке 15GN.
Контроль качества поковок в процессе изготовления:
- Резка заготовок. Резчик через каждый час работы контролирует размеры по длине; контролер через каждый час работы контролирует размеры по длине и искажения торцов.
- Штамповка. Контролер проводит разметку первой поковки согласно чертежу при установке нового и штампа и после каждой переналадки штамповой оснастки, через каждые два часа контролирует размеры по высоте. Кузнец-штамповщик контролирует через каждый час работы размеры по высоте согласно карте наладки.
- Термообработка. Через каждый час работы производится замер твердости на трех поковках.
- Дробеочистка. Производится визуальный контроль качества очистки 5 % поковок.
Показатели базового технологического процесса
Заготовка 040x130 мм.
Норма расхода составляет 0,652 кг.
КИМ = 0,299
Низкий показатель коэффициента использования металла свидетельствует о большом перерасходе металла при изготовлении поковки «Палец».
Снизить расход металла поковки «Палец» возможно путем введения предварительного профилирования заготовки на ковочных вальцах. Штамповку с предварительным формообразованием возможно производить на линии пресса LZK-1600 c ковочными вальцами.
Для повышения производительности штамповки и снижения загрузки линии прессов 1600 т.с. предлагается производить одновременную штамповку трех поковок из одной заготовки.
По предварительным расчетам предлагаемое изменение технологии позволит снизить норму расхода металла приблизительно на 100 грамм и повысить производительность штамповки. При программе изготовления порядка 100 поковок в год и цене металла 45 руб./кг, это обеспечит экономию более 450 тысяч рублей в год.
Обзор литературных источников показал, что широко применяется многоштучная штамповка для поковок малой массы для повышения коэффициента использования металла.
В работе проведены исследования процессов горячей объемной штамповки поковок типа “Стрежень с фланцем» с целью выявления оптимальных геометрических параметров предварительных и окончательных переходов для получения качественных поковок с наиболее рациональным использованием металла заготовки.
С точки зрения КИМ наиболее рациональным является метод высадки в торец, однако данный метод не подходит для Кузнечного завода ПАО «КАМАЗ», так как для высадки подобных деталей нет подходящего оборудования по габаритам. А так же в применении нет кругов 019 для поковки типа стержень с прямоугольным фланцем и круга 022 для поковки типа стержень с круглым фланцем.
Таким образом, в результате проведенного трехмерного моделирования процессов штамповки выявлено, что наиболее экономически выгодным процессом является штамповка мелких поковок по 3 штуки одновременно с предварительной вальцовкой заготовки.
Моделирование показало, что наибольший износ инструмента трением происходит в зоне интенсивного течения облоя на краю гравюры предварительного перехода при штамповке как по одной штуке, так и по 3 штуки одновременно. А в окончательном ручье износ равномерный оп длине облойного мостика, не критичен.
Моделирование показывает, где в дальнейшем при использовании данной технологии будет происходить разрушение штамповой оснастки.
Опираясь на полученные результаты составлена схема выбора технологического процесса штамповки деталей типа «Стержень с фланцем».
И так же, составлена таблица критериев выбора технологического процесса.
