Горячая штамповка выдавливанием осесимметричной детали

УЛЬЯНОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра «Материаловедение и обработка металлов давлением»

Курсовая работа

по

теории обработки металлов давлением

Тема

Горячая штамповка выдавливанием осесимметричной детали 

Группа  ОМд – 41

Студент  Коргутлов Е. В.

Руководитель  Филимонов В. И.

Оценка  __________________________

Дата  _____   _______________   2006 г.

Ульяновск – 2006

ВВЕДЕНИЕ

Выдавливанием – операция объемной штамповки, при которой происходит истечение металла, заключенного в контейнер (приемник), под воздействием давящего на него рабочего инструмента в открытое отверстие (очко) или в закрытую полость.

Применение горячего выдавливания позволяет создать сравнительно простой технологический процесс штамповки.

Выдавливание служит для образования стержневых или трубчатых элементов поковки, различных по форме элементов: цилиндрических и конических, гладких и ступенчатых, сплошных и полых, круглого и некруглого сечения. Для выдавливания используют преимущественно универсальное оборудование – кривошипные прессы (горячештамповочные, обрезные и др.).

Цель работы:

 Определить расчётные параметры, выбрать метод и произвести расчёт этих параметров при помощи выбранного метода. Также требуется определить назначение и сферу применения процесса, рассмотреть оборудование, схемы и режимы реализации, преимущества и недостатки процесса.      

1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1 СУЩНОСТЬ ПРОЦЕССА ВЫДАВЛИВАНИЯ

Выдавливанием называется операция объемной штамповки, при которой происходит истечение металла, заключенного в контейнер (приемник), под воздействием давящего на него рабочего инструмента в открытое отверстие (очко) или в закрытую полость. В результате истечения металла образуется элемент штампуемой детали в виде стержня или отростка, форма которого определяется конфигурацией очка или полости. Характерной особенностью выдавливания является уменьшение поперечного сечения заготовки.             

Процесс выдавливания иногда называют также истечением или экстрюдированием (экстрюдинг-процесс). Однако в настоящее время в производственной практике и в литературе эти термины применяют редко. Вместо термина «выдавливание» часто употребляют «прессование», что не вполне правильно. По механической схеме деформации оба процесса (выдавливание и прессование) равнозначны, однако с точки зрения определения технологической операции их следует четко разграничивать.

Выдавливание отличается от прессования как назначением, так и средствами и способами исполнения. Прессование – это технологическая операция преимущественно металлургического производства, применяемая для изготовления полуфабрикатов в виде прутков или труб различного профиля. Остающаяся в контейнере часть металла, называемая пресс с остатком, является при прессовании технологическим отходом. Выдавливание же – операция объемной штамповки, используемая для изготовления деталей и поковок определенной конфигурации и заданных конечных размеров не только по выдавленному профилю, но и по остающейся в контейнере части, являющейся элементом детали (поковки) [5].                                                             

В отличие от прессования, выдавливание применяется не только как конечная, но в большинстве случаев как промежуточная операция технологического процесса штамповки, включающего и другие формообразующие операции, такие, как осадка, прошивка,   открытая   или    закрытая   штамповка,   обрезка облоя, просечка отверстияи т. д. Собственно выдавливание служит в этом случаедля образования стержневых или трубчатых элементов поковки. Для прессования применяют специальные гидравлические (реже механические) прессы, главным образом горизонтальные, для выдавливания же используют преимущественно универсальное оборудование – кривошипные прессы (горячештамповочные, обрезные   и  др.) [1].                      

Прессование – стационарный процесс, характеризуемый постоянством очага деформации в любой момент времени, исключая начальную и конечную стадии. Процесс выдавливания не всегда ограничен этим условием;  в общем случае для него характерен переменный по форме и размерам очаг деформации. Выдавливание, понимаемое как процесс вытеснения металла из полости большего сечения в полость с меньшим проходным сечением, имеет место в большинстве операций объемной штамповки. Образование заусенца, различных отростков, выступов и рельефов по существу происходит путем выдавливания. Даже осадку заготовки между плоскопараллельными бойками можно рассматривать как выдавливание металла в поперечных направлениях, так как и в этом случае происходит непрерывное пластическое вытеснение металла из полости большего сечения, соответствующего расстоянию между бойками в данный момент деформации, в полость с меньшим сечением, соответствующим расстоянию между бойками в следующий момент деформации. Однако во всех этих случаях выдавливание не является главной задачей основной формообразующей операции. В рассматриваемых же процессах штамповки выдавливанием последнее является основной целью операции и главным видом деформации [5].                                                                

1.2 ОБЛАСТЬ   ПРИМЕНЕНИЯ    ГОРЯЧЕГО   ВЫДАВЛИВАНИЯ

Горячее выдавливание стали, как технологическую операцию объемной штамповки, можно применять при изготовлении большой номенклатуры деталей. К ним относятся разнообразные стержневые детали с цилиндрическим, коническим или ступенчатым стержнем и утолщением той или иной формы, полые детали типа стакана или трубы с фланцем и без фланца, детали типа стержня с утолщениями и буртами, расположенными

не на конце, детали с отростками типа крестовин, фитингов и т. д.

Операция выдавливания может быть различных назначений в технологическом процессе штамповки; ее можно применять для окончательного оформления поковки, для получения отдельных элементов формы детали.

Анализ номенклатуры поковок, выпускаемых кузнечными цехами машиностроительных заводов, приводит к заключению, что значительная часть поковок может быть изготовлена с применением выдавливания. Например, в автомобильной промышленности 10—12% штампованных поковок (по весу) целесообразно изготовлять выдавливанием [4].                          

Вопрос о выборе рационального технологического варианта и о целесообразности изготовления поковок выдавливанием должен решаться в каждом отдельном случае сравнительным технико-экономическим анализом. Как правило, применение штамповки выдавливанием взамен обычной штамповки с облоем позволяет снизить расход металла на 15—20%, а в тех случаях, когда выдавливанием изготовляют полые поковки, на 20—30%. В то же время при выдавливании применяется более дорогая и менее стойкая штамповая оснастка, чем при открытой штамповке, и дорогостоящее прессовое оборудование. Поэтому нередко экономия металла окупает повышенные затраты только при крупно-серийном и массовом производстве. Применение штамповки выдавливанием стержневых поковок взамен высадки на ГКМ, как правило, нецелесообразно ввиду недостаточной экономии металла, получаемой при этом. При выборе технологического варианта штамповки следует учитывать, что, кроме экономии металла, выдавливание обеспечивает повышение точности поковок, уменьшение величины припусков и кузнечных напусков, повышение производительности и снижение трудоемкости обработки как в кузнечном, так и в механообрабатывающих цехах. При выдавливании сравнительно легко осуществить механизацию и автоматизацию процесса штамповки [5].