Разработка технологического процесса получения кованой поковки

Санкт-Петербургский государственный политехнический университет

Механико-машиностроительный факультет

                                                               Кафедра: «Технология

конструкционных материалов

                                                              и материаловедение».

Пояснительная записка к курсовой работе

«Разработка технологического процесса получения кованной поковки»

Студентка гр. 3044/1                                                    Доровских О.С

Преподаватель                                                              Крупкина Е.Н.

Санкт-Петербург

2010г.

1.  Выбор материала.

    Исходя из назначения детали и условий работы (циклические нагрузки), по табл. 1 [1,c.7] выбираем сталь:

_________40Х ГОСТ 4543-71________

         Гр.V –КП 395 ГОСТ 8479 – 70

Механические свойства материала поковки должны быть не менее:

s_в = 615 МПа; s_0,2 = 395 МПа; d₅ = 17%; КСU = 590 кДж/м²; НВ = 1870-2290.

Контроль механических свойств для данной детали будет заключаться в определении s_в, s_0,2, d_5, КСU, НВ.  

2.  Анализ технологичности детали. Разработка чертежа поковки

Деталь сравнительно простой формы имеет круглое поперечное сечение и сквозное отверстие в центре, ось детали прямолинейна. Припуски на механическую обработку  и допуски назначают по

ГОСТ 7062-70.

По табл. 6 основные припуски δ и допуски на диаметры втулки и общую длину составляют:

На диаметры   1500 мм δ=31±13

На диаметр     1200 мм δ=31±13

 Припуск на длину пустотелой поковки принимаем 6 припусков на максимальный диаметр детали δ=180.

После определения допусков  и расчета размеров поковки оформляется ее чертеж.

3.  Определение массы и размеров исходной заготовки.

При разбивке поковки на 3 элементарных участка ее объем составит:

V_п=V₁+V₂+V₃-V_отв=3,14*(2*76,55²*15+61,75²*50-45²*80)=973174 см³

Масса поковки:

G_п=V_п*ρ=973174*7,85=7639416 г=7639 кг

где ρ=7,85 г/см³ – плотность стали. Поковку предполагается получить из слитка, тогда масса исходной заготовки составит:

G_исх=G_п+G_уг+G_обс+G_пр+G_дн=1,35*G_п=1,35*7639=10312,6 кг

где G_уг – отходы металла на угар в газовых печах (2%);

      G_обс – отходы на обсечки (3%);

      G_пр и G_дн – отход металла на прибыльную и донную часть.

Масса детали:

G_дет=V_дет* ρ;

V_дет= V₁+V₂+V₃-V_отв=3,14(2*75²*15+60²*50+45²*80)=586369 см³;

G_дет=586369*7,85=4306012г=4306кг.

Коэффициенты использования материала составят:

k_и.п=G_дет/G_п=4603/7639=0,60;

k_и.м=G_дет/G_исх=4603/10312=0,45;

k_{и.м зг}=G_п/G_исх=7639/10312=0,74.

Видно, что отходы металла при получении поковки велики, так как поковка имеет большие припуски и в качестве исходной заготовки выбран слиток. Общие отходы металла составляют 60% вследствие большого объема механической обработки из-за низкой точности поковки.

В качестве исходной заготовки выберем слиток, массой 9 тонн.

4. Выбор технологических операций ковки, разработка карты операционных эскизов

 Предполагается изготавливать поковку на гидравлическом прессе.

 Для получения рассматриваемой поковки операции целесообразно проводить в следующем порядке:

1.  Нагрев слитка до 1180 градусов в газовой печи.

2.  Биллетировка слитка до диаметра 785 мм и длины 2370 мм

3.   Отрубка годного остатка слитка 270 мм и донной 142 мм  части.

4.   Осадка до высоты 978 мм ≈ диаметру 1222 мм.

h=0.8d=0.8*1222=978 мм

5.   Прошивка отверстия на диаметр Ø500 мм, диаметр увеличится до 1240 мм.

6.   Протяжка на оправке до диаметра Ø1200 мм и на длину 1014 мм.

7.  Раскатка на оправке до внутреннего Ø900 и наружного Ø1500 с увеличением длины до 1852мм.

8.   Пережим и протяжка промежуточного уступа до диаметра Ø1200 мм и длины 500 мм.

9 Отрубка готовой детали длиной 800мм.

10.контроль размеров и качества поковки.

5.  Выбор оборудования

  Поковка имеет массу 7639 кг, а наибольший поперечный размер заготовки 1500 мм. По табл. 10 выбираем гидравлический пресс с номинальным усилием 60 МН. С помощью манипулятора заготовку подают в рабочую зону пресса. Подачу мелкого кузнечного инструмента осуществляют вручную.

6.  Тепловой режим ковки

  Следует назначить нагрев заготовки для ковки в газовых печах. Температурный интервал ковки составит 1180…830⁰С. Время нагрева заготовки

  ч.

Время остывания на воздухе

t_ост=0.006*Δt*d=0.006*350*600=1260 c=21 мин.

Охлаждение откованной поковки во избежание термических трещин следует производить в колодце, так как поковка изготовлена из малолегированной стали.