Разработка технологического процесса изготовления поковки детали «Вал привода гидронасоса»

где коэффициент, принимаемый по рекомендациям таблиц 12 (стр.278 [2])

Рисунок 4 Чертеж высаженной заготовки

 

1.3.8 Расчет второй операции

 

Размеры второй операции соответствуют чертежу холодной поковки.

 

1.3.9 Определение  размеров горячей поковки

 

Размеры горячей поковки  получаем из размеров холодной поковки  с учетом усадочного коэффициента 1,2 процента.

 

Таблица 3 Размеры горячей поковки

Размер холодной поковки	Ø50,8	Ø 33	15	27,6	103	24,4
Размер горячей поковки	Ø51,4	Ø33,4	15,2	27,9	104,2	24,6

 

Рисунок 5 Чертеж горячей поковки

 

1.4 Определение  нормы расхода металла

1.4.1 Определение  длины торцевого обреза

Определяем длину торцевого  обреза по формуле

 

1.4.2 Определение  потерь на не кратность

 

Принимаем потери, на не кратность длины прутка, как половину длинны заготовки:

 

1.4.3 Определение  полезной длины прутка

 

Определяем полезную длину прутка по формуле:

где L_п - длина прутка в состоянии поставки, принимается 5000 мм.;

 

1.4.4 Определение заготовительного  коэффициента использования металла

 

Определяем заготовительный  коэффициент использования металла  по формуле:

.

 

1.4.5 Расчет нормы расхода металла

 

Определяем норму расхода  металла по формуле:

.

 

5 Тепловой  режим штамповки

5.1 Определение  температурного интервала штамповки

 

В соответствии с таблицей для Стали 40Х (стр. 145 [3]) температура начала штамповки 1250 ⁰С, температура конца штамповки 800 ⁰С.

 

5.2 Определение  продолжительности нагрева заготовки

 

Частоту тока индуктора принимаем в соответствии с рекомендациями  (стр. 258 [1]). Для заготовки диаметром 33 мм принимаем частоту тока 8000 Гц.

Время, необходимое для нагрева заготовки до заданной величины, определяем в зависимости от частоты тока и диаметра заготовки по таблице 4 (стр.259 [1]). При частоте 8000 Гц и диаметре 33 мм время нагрева заготовки при обычном нагреве составляет 30 секунд.

5.3 Выбор типа нагревательного устройства

 

Кузнечный индукционный нагреватель ИК2-250/8.

Мощность: 250 кВт;

Частота:  8 кГц;

Длина индуктора: 1000 мм;

 

1.6 Расчет и  конструирование ручьев штампа  на ГКМ

1.6.1 Расчет  зажимной части ручья

 

Штамповка ведется с  передним упором  без пережима прутка.

Диаметр матрицы определяем по рекомендациям таблицы 21 (стр. 300[2]) по формуле:

Длину вставки принимаем равной длине стержня поковки:

Диаметр вставки определяем по формуле (стр.299 [2]):

где t₁=12 мм – толщина стенки по таблице 34 (стр. 320[2]).

 

1.6.2 Расчет  наборной части ручья

 

Набор ведем в пуансоне с направлением в матрице.

Диаметр пуансона определяем по рекомендациям таблицы 24 (стр. 304[2]) по формуле:

где - больший диаметр конуса;

- длина конуса.

Диаметр матрицы определяем по рекомендациям  таблицы 24 (стр. 304[2]) по формуле:

где - зазор по таблице 24 (стр.308 [2])

Длину пуансона принимаем после выбора ГКМ.

Диаметр вставки определяем по формуле (стр.299 [2]):

где t₂=12 мм – толщина стенки по таблице 34 (стр. 320[2]).

Длину матрицы определяем по формуле:

 

1.6.3 Расчет  формовочной части ручья

 

Формовку ведем в  пуансоне с направлением в матрице.

Диаметр матрицы определяем по рекомендациям таблицы 25 (стр. 307[2]) по формуле:

Диаметр пуансона определяем по рекомендациям таблицы 25 (стр. 306[2]) по формуле:

где - больший диаметр поковки;

где - зазор по таблице 25 (стр.308 [2])

Длину пуансона принимаем после выбора ГКМ.

Диаметр вставки определяем по формуле (стр.299 [2]):

где t₂=12 мм – толщина стенки по таблице 34 (стр. 320[2]).

Длину матрицы определяем по формуле:

где - длина высаженного конуса, мм;

- длина прошивня, мм;

d₁ – диаметр стрежня, мм;

- длинна прошитого в наборном  переходе углубления, мм.

 

1.7 Определение  технологического усилия и выбор  оборудования

 

Номинальное усилие ГКМ определяем по формуле:

где - коэффициент по таблице 4 (стр. 258 [2]);

- предел прочности стали 40Х  при 800⁰ С.

Выбираем оборудование по ближайшему большему номинальному усилию пресса по таблице 18 (стр. 299 [1]). Выбираем ГКМ усилием 1,6 мН.

 

1.8 Конструирование  штампа

1.8.1 Определение  размеров блока матриц

 

Высоту блока матриц определяем по формуле:

где S – толщина перемычки между матрицами.

Длину блока матриц определяем по формуле:

где Т – толщина  задней стенки блока матриц.

По нормативам выбираем размеры блока матриц и усилие ГКМ по таблице 2 (стр. 254 [2]):

Таблица 4 Размеры блока матриц

Усилие, мН	B, мм	Н, мм	b, мм	h, мм	l, мм	d	h1, мм	L, мм
1,6	120	310	21	7,5	70	М16	35	180

1.8.2 Определение размеров  блока пуансонов

 

Размеры блока пуансонов  выбираем в соответствии с усилием  ГКМ и выбираем по таблице 3 (стр. 256 [2]):

Таблица 5 Размеры блока пуансонов

Усилие, мН	B, мм	L, мм	H, мм	M, мм
1,6	80	324	330	64

 

1.8.3 Проверка правильности выбора ГКМ

 

По высоте блока матриц проверяем возможность использования  ранее выбранной ГКМ усилием 1,6 мН по таблице 2 (стр. 254 [2]).

Таблица 6 Размеры штампового пространства

Усилие, мН	L1, мм	L, мм	H, мм	B, мм	L2, мм
1,6	560	280	320	120	55

 

1.8.4 Определение  закрытой длины штампа

 

Закрытую длину штампа определяем по формуле:

где -расчетная закрытая длинна штампа.

 

1.8.5 Определение  длины наборного пуансона

 

Определяем длину наборного  пуансона по формуле:

где - длина зажимной части штампа;

- фактичская толщина задней  стенки матрицы;

-зазор между матрицей и пуансоном.

 

1.8.6 Определение  длины формовочного пуансона

 

Определяем длину формовочного пуансона по формуле:

 

1.8.7 Определение  размеров хвостовиков пуансонов

 

Размеры хвостовиков  пуансонов определяем по таблице 35 (стр. 318 [2])

Таблица 7 Размеры хвостовиков пуансонов

Усилие, мН	D, мм	d, мм	m, мм	M, мм	H, мм	n, мм	h, мм
1,6	55	40	42	60	12	25	4

 

 

2 Разработка организационно – экономической части

2.1 Разработка схемы организации рабочего места

Рисунок 6 Схема организации рабочего места

1 – индукционный нагреватель;

2 – ГКМ;

3 – рабочее место  штамповщика;

4 – рабочее место  нагревателя;

5 – конвейерная лента;

6 – ящик для заготовок;

7 – ящик для поковок

 

2.2 Определение состава бригады

 

Бригада состоит из двух человек, первый – нагревальщик третьего разряда, второй –штамповщик  четвертого разряда.

 

2.3 Расчет нормы времени на штамповку и нормы выработки

Расчет нормы времени  на штамповку (штучное время) ведем по наиболее трудоемкой работе, в данном случае это работа штамповщика. Расчет штучного времени ведем по формуле:

где - основное (машинное) время, время работы машины при выполнении технологического процесса;

- вспомогательное время, время затрачиваемое на установку, перенос заготовки из ручья в ручей, сброс в тару.

К =15% – плановый процент  затрат рабочего времени на обслуживание рабочего места, отдых и личные надобности.

Таблица 8 Затраты времени

Опреация	, мин	, мин
Взять заготовку с  конвейера и установить в наборной ручей	-	0,08
Штамповать заготовку  в наборном ручье	0,027	-
Переложить заготовку  в формовочный ручей	-	0,06
Штамповать заготовку  в формовочном ручье	0,027	-
Всего	0,054	0,14

Норму выработки определим  по формуле:

где =480– продолжительность смены, мин.

 

2.4 Определение технологической себестоимости

Технологическую себестоимость поковки определяем по формуле:

Затраты на металл определяем по формуле:

где =25руб/кг – цена металла;

 - норма расхода металла.

Основную, дополнительную заработную плату рабочих и начисления на заработную плату определяем по формуле:

где - коэффициент, учитывающий дополнительную заработную плату рабочих;

- коэффициент, учитывающий начисления  на заработную плату;

- средняя часовая тарифная  ставка бригады.

Размер амортизационных  отчислений определяем по формуле:

где   - цена ГКМ усилием 1,6мН;

- процент амортизационных начислений;

- действительный годовой фонд  времени работы оборудования;

-коэффициент загрузки оборудования;

Затраты на штампы определяем по формуле:

=50000- цена штампа;

=25000 - стоимость восстановления  штампа;

=1- количество восстановлений  штампа;

=150000 - стойкость штампа до полного износа.

Технологическая себестоимость поковки:

 

Список использованной литературы

 

1. Ковка и штамповка. Справочник. В 4 т. Машиностроение, 1986. Т 1

2. Ковка и штамповка. Справочник. В 4 т. Машиностроение, 1986. Т 2

3. Марочник сталей и сплавов. Под ред. А.С. Зубченко.

Машиностроение, 2001.

4. Методические указания к выполнению курсового проекта по дисциплине «Технология ковки и объемной штамповки». А.И. Шипулин. ДГТУ 1998.

5. Методические указания к выполнению выпускной квалификационной работы по направлению 551800 «Технологические машины и оборудование». А.И. Шипулин, Б.С. Мороз. ДГТУ 2000.