Введение 4
Раздел 1. Анализ проблемы изготовления зубьев заданной точности и чистоты методом прецизионной штамповки и существующие способы ее решения 7
1.1 Проблемы совершенствования технологических процессов горячей объемной штамповки 7
1.2 Описание и анализ существующих способов прецизионной штамповки 11
1.3 Результаты горячей объемной прецизионной штамповки поковки 6580-2403055 «Сателлит» на Кузнечном заводе ПАО КАМАЗ 23
1.4 Анализ проблемы метода прецизионной штамповки Кузнечного завода 27
Раздел 2. Моделирование процесса формообразования горячей штамповки детали сателлита межосевого дифференциала 35
2.1 Требования к точности и качеству поверхности заготовки для прецизионной горячей объемной штамповки 35
2.2 Исследование качества и точности заготовок для прецизионной штамповки в зависимости от способа резки 41
2.3 Исследование условий малоокислительного нагрева заготовок под прецизионную штамповку 47
2.4 Проектирование поковки и выбор размеров заготовки 59
2.5. Выбор переходов и температуры горячей объемной прецизионной штамповки .. 62
Раздел 3. Разработка методики и технологического процесса изготовления поковки «сателлита межосевого дифференциала» 82
3.1 Разработка методики горячей объёмной прецизионной штамповки 82
3.2 Разработка технологического процесса горячей объёмной прецизионной штамповки для Кузнечного завода 84
Заключение 88
Литература 89
За последнее время в области механической обработки металлов были достигнуты большие успехи: стало, например, возможным благодаря использованию станков с программным управлением изготовлять сложнейшие изделия с высокой степенью точности, при незначительных потерях на брак. Однако процесс резания металлов до сих пор является процессом дорогостоящим и трудоемким, при котором значительное количество металла идет в стружку и довольно велики затраты электроэнергии и человеческого труда. По данным зарубежной печати, даже в такой высокоразвитой отрасли промышленности, как автомобильная, на одну тонну полезного веса готового автомобиля затрачивается примерно две тонны исходного металла! Отсюда можно сделать вывод, что создание новых процессов обработки металлов без механической обработки и совершенствование уже существующих является одной из насущных задач металлообработки.
В решении этой проблемы основное место принадлежит процессу обработки металлов давлением, а именно горячей объёмной прецизионной штамповки, так как он открывает широкие перспективы как в области сокращения общего количества затрат металла, труда и энергии, так и в области повышения прочности используемых материалов, что в свою очередь ведет к дальнейшей экономии металла.
Поскольку промышленность испытывает настоятельную потребность в использовании точной штамповки, широкие круги инженеров и техников проявляют к этим процессам большой интерес. Прецизионная штамповка является самой точной и обеспечивает устанавливаемую точность и шероховатость одной или нескольких функциональных поверхностей поковки, которые в дальнейшем не подвергаются механической обработке. Однако надо сказать, что указанные процессы еще довольно слабо внедряются в промышленность и недостаточно освещены в технической литературе. Имеющиеся же отдельные монографии и статьи касаются лишь некоторых вопросов прецизионной горячей объемной штамповки и не отражают всей проблемы в целом.
Наряду с описанием указанных процессов обработки металлов давлением в исследовательской работе отражены перспективы развития технологии метода горячей объёмной прецизионной штамповки поковки 6580-2403055 «Сателлит межосевого дифференциала» с зубьями, а также отражены присущие данному методу недостатки, и пути их решения.
Актуальность работы.
Современные тенденции развития машиностроения направлены на увеличение эффективности процессов изготовления деталей машин и механизмов. Одним из способов повышения ресурсоэффективности является исключение окончательной механической обработки за счет применения прецизионной штамповки. В сравнении с механической обработкой указанный вид штамповки позволяет обеспечить аналогичную точность размеров и повышение механических характеристик изделия (предел прочности, предел текучести, твердость). В результате деформации во внешних слоях детали создаются сжимающие напряжения, весьма благоприятные при работе в условиях изгиба, истирания и повышенных нагрузок.
Задачи исследования.
- Разработать технологический процесс изготовления поковки с «чистовым» зубом в условиях действующего производства Кузнечного завода ПАО КАМАЗ;
- Обосновать технологические режимы по операциям изготовления поковки на примере детали сателлит;
- Разработать технологический процесс изготовления поковки сателлит с «чистовым» зубом заданной чистоты и точности.
Цель работы:
Разработка технологии и обеспечения условий горячей объемной прецизионной штамповки, поковки сателлита с зубьями высокой точности и чистоты, без дополнительной механической обработки зубьев.
Научная новизна.
Разработана технология горячей объёмной прецизионной штамповки сателлита с зубьями
Методы исследования.
Моделирование с решением задач определения влияния исходных технологических параметров полуфабрикатов (заготовка, горячая штамповка) и операций процесса производства (нагрев, переходы штамповки) на получение окончательной геометрии изделия.
Практическая ценность.
Результаты работы рекомендованы для использования изготовления поковки 6580-2403055 с «чистовым» зубом в действующем производстве Кузнечного завода ПАО КАМАЗ.
Технологические процессы горячей объёмной прецизионной штамповки являются весьма перспективными направлениями развития технологии обработки металлов давлением. Однако при их разработке технолог встречается с целым комплексом трудноразрешимых методических и технических проблем. Весьма сложное взаимодействие и влияние различных технологических параметров и факторов на показатели качества готовых изделий значительно затрудняют широкое применение этих технологий на практике. Проведенный анализ процессов будет способствовать лучшему пониманию разработчиками всего комплекса проблем.
Применение данной методики для обеспечения условий горячей объёмной прецизионной штамповки позволяет значительно облегчить решение всего комплекса проблем при их проектировании, повысить надежность результатов, в некоторых случаях снизить трудоемкость разработки технологии. Необходимо отметить, что с использованием последних достижений в области моделирования в программной среде QForm, разработка процессов облегчается в несколько раз. Представленные методики проектирования и моделирования процессов горячей объёмной штамповки помогут при решении проблем в прецизионной штамповке.
Приведенная методика проектирования процессов и обеспечения условий горячей объёмной прецизионной штамповки позволяет получить готовую для практического использования проектных решений. С ее использованием возможно значительно снизит при запуске технологии точной штамповки в производство.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
