Технология ковки. Гидровал

Размещено на http://www.allbest.ru

1. Составление чертежа поковки «Гидровал»

Технология ковки вала зависит от оборудования, на котором будет изготавливаться поковка (молот или гидравлический пресс). Вид оборудования зависит от массы детали, кг:

чертеж горячий ковка заготовка

Рисунок 1 - Эскиз детали

Расчет массы и объёма детали произведен в программе «Компас»

Рисунок 2 - Массово объемные характеристики детали

Масса детали:

М_д=102 т

Объём детали

V_д=13034468161 мм³

Таблица 1- Сводная таблица диаметров участков поковки

№	Диаметр участка детали, мм	Основной припуск досн, мм	Диаметр Поковки, мм	Допуск ±Д, мм
I	II	III	IV	V
D1	1600	-	2270	28
D2	2200	66	2270	28
D3	1600	57	1660	25
D4	2000	62	2065	26
D5	1600	57	1660	25
D6	2200	66	2270	28
Dотв	700	---	620	68

Таблица 2- Сводная таблица длин участков поковки

№	Длина участка детали, мм	Коэффициент	Припуск слева	Припуск справа	Длина участков поковки мм	Суммарный допуск ±Д, мм
		слева nсл	справ nспр
L1	200	---	---	---	---	---	---
L2	300	1,5	0,75	73,5	36,75	610	15
L3	4000	0,75	0,75	36,75	36,75	3930	15
L4	800	0,75	0,75	36,75	36,75	875	15
L5	1200	0,75	0,75	36,75	36,75	1130	15
L6	300	0,75	1,5	36,75	73,5	410	15
Общая длина поковки (сумма всех длин)	6955	---



Рисунок 3 - Эскиз поковки

При протяжке уступов образуются утяжины, которые на чертеже поковки показываются в виде скосов между участками (галтели). Приближенно угол скоса можно принять: а<15°, его длина из прямоугольного треугольника:

(1.1)

Lс.у 1 =

Lc.у 2=

Lc.у 3=

Lc.у 4=

где Di , Di₊₁ - диаметры выступа и уступа для всех участков поковки соответственно, мм.

Проверка:



(1.2)

L_n=6955=6800+1,5•49+1,5•49=6955 мм

Составление чертежа горячей поковки сводится к пересчету размеров поковки с учетом коэффициента линейного расширения, который в среднем для сталей составляет: в=1,0..2,0 %.

Поэтому увеличиваем все размеры на коэффициент:

(1.3)

где D_i, L_i - диаметр и длина отдельных участков поковки, мм;

D_гi, L_гi - горячие размеры поковки, мм

Таблица 3 - Горячие размеры поковки

№ участка	1	2	3	4	5	Lг.н
Диаметр Dгi	2293	1677	2086	1677	2293
Длина Lгi	616	3970	884	1141	414	7025
Длина скосов Lcyi	83	55	55	83	-	-

2. Определение массы и размеров слитка

Номинальные объем и масса поковки рассчитываются в программе «Компас»



Рисунок 4 - Массово объемные характеристики поковки

V_н.пок=16513735114мм³

M_н.пок=129137 кг

Масса напусков 2-го рода определяется согласно ГОСТ 7062 - 90:

. .(1.4)

Полная масса поковки:

М_пок=М_н.пок+М_нап=129137+2694=131831 кг

Выбираем полый прошивень D=630 мм.

Приближенный коэффициент выхода годного

Для выбора массы слитка необходимо учесть отходы, связанные со слитком (литник, донная часть) и окислением при нагреве (угар). Эти отходы можно учесть приближенным коэффициентом выхода годного:



(1.5)

К_в.г.1 = = 0,88,

По коэффициенту выхода годного можно определить ориентировочную массу слитка:

(1.6)

М_сл.1 = =154084кг.

В качестве заготовки принят бесприбыльный слиток, применяемый к технологиям изготовления полых поковок.

Слиток сконструирован с таким расчётом, чтобы усадочная раковина была сосредоточена в осевой части, имеет минимальное распространение по радиусу, и удаляется при прошивке пустотелым прошивнем.

Рисунок 3-Эскиз слитка

Определяем ориентировочную длину биллета L_бил.о



(1.6)

где d_т.с,D_т.с,L_т.с - основные размеры тела слитка, мм.

По размерам заготовки через уков определяем ориентировочный диаметр осаженной заготовки:

(1.7)

Из закона постоянства объёмов по известным размерам обкатного слитка (биллета) определяем приближенную высоту осаженной заготовки:

(1.8)

.

Толщина перемычки (высота выдры)

t=0,1H_о.з1=

Объём выдры при прошивке пустотелым прошивнем

(1.9)

,

где, D_пр и d_пр - наружный и внутренний диаметры полого прошивня, мм.

Масса выдры

(1.10)

Уточнённая масса слитка

(1.11)

По размерам слитка определяются объемы литниковой, донной части тела, тела слитка и их масса:

(1.12)

(1.13)

(1.14)

(1.15)

(1.16)

(1,17)

Масса слитка:

(1.18)

Масса угара

(1.19)

кг,

Где У% - процент угара.

Выбор слитка заканчивается составлением баланса металла

Таблица 2.4 - баланс металла

Наименование	Масса, кг	%
Слиток	180539	100
Поковка	131831	73
Литниковая часть	6151	3,4
Донная часть	7761	4,2
Угар	5416	2,9
Отходы	8465	4,6
Годный остаток	20915	11,5
Итого	180539	100

Расходные коэффициенты:

- коэффициент использования металла

(1.20)



Коэффициент выхода годного

(1.21)

Коэффициент весовой точности

(1.22)

3. Разработка режимов нагрева и подогрева заготовки

Для заданной марки стали определяем температурный интервал

T_max=1250 С⁰ и T_min=800С⁰.

Уков, который можно обеспечить за один нагрев:

(1.23)

У_1н = =3

Количество нагревов:

(1.24)

n_нагр = =1

где У_общ - Общий уков, заданный в исходных данных.

Общая продолжительность нагревов:

(1.25)

ф_общ =1·20· = 76,6 ч

где - коэффициент, зависящий от расположения заготовок на поду печи:

;

К - коэффициент, зависящий от химического состава стали:

К=20 - легированные стали;

D_т.с - максимальный диаметр слитка.

Время выдержки слитка перед нагревом для выравнивания температуры:

(1.26)

ф_в =76,6 · = 25,2ч

где m - коэффициент, зависящий от химического состава:

m=0,66 - легированные стали

Продолжительность нагрева заготовки до выдержки:

(1.27)

ф₂ = = 4,5 ч

где Т_max - Т_min - температурный интервал ковки;

v₂ - скорость нагрева заготовки,

Время нагрева после выдержки:

(1.28)

76,6·0,66 = 50,5 ч

Уков за последующий нагрев:

(1.29)

У_п.н = = 1

Температура подогрева

(1.30)

Продолжительность подогрева заготовки до выдержки:

(1.31)

ф_2под = = 1.5 ч

где - температура подогрева недокова

общее время подогрева будет определятся по толщине стенки:

(1.32)

Где D_о.з1, D_пр - диаметр осаженной заготовки и прошиваемого отверстия,мм.

Режим нагрева слитка и подогрева недокова представлен на рис. 2.4 и 2.5

Рисунок 4 - Режим нагрева слитка

Рисунок 5 - Режим подогрева

5. Проектирование технологических переходов ковки гидровала

Диаметр биллета принимаем D_б=d_тс=2300 мм

Длинна тела слитка после обкатки граней:

(1.33)

мм

Длинна блока

(1.34)

мм

Рисунок 6 - Эскиз вырубанного блока

Уточненный диаметр осаженной заготовки

(1.35)

мм

где D - диаметр поковки, мм

У_общ - заданный уков.

Высота осаженной заготовки

(1.36)

мм

Рисунок 7 - Эскиз осаженной заготовки

Рисунок 8 - Эскиз процесса прошивки заготовки

Прошитая заготовка надевается на коническую оправку. Вырезными бойками производится протяжка до поковочных размеров.

Рисунок 9 - Протяжка на больший диаметр.

Рисунок 10 - Разметка заготовки.



Рисунок 11 - Протяжка уступа.

Рисунок 12 - Протяжка уступа.

Рисунок 13 - Правка поковки



Рисунок 14 - Резка поковки в размеры.

После процесса протяжки на оправке поковка отправляется на термическую обработку.

6. Выбор оборудования

(1.37)

где D_о.з,Н_о.з- диаметр и высота осаживаемой заготовки, мм;

F_о.з - площадь поперечного сечения осаженной заготовки, мм³;

- коэффициент масштабного фактора ;

Q_s - сопротивление деформированию для данной стали, МПа

Q_s= 35,36

(1.38)

МН

Выбираем гидравлический пресс усилием Р_пресса=150 МН



7. Окончательная термообработка

После ковки поковки гидровал попадает на термический участок, где производится первичная термическая обработка. Поковка изготовлена из стали 20ГС и подвергается изотермическому отжигу. Режим отжига показан на рисунке 2.15

Рисунок 15 Изотермический отжиг поковки гидровала

Размещено на Allbest.ru

...