Виготовлення штампів гарячого деформування

 

 

ЗМІСТ

Вступ                                                                                                                                    1

1.Маршрутна технологія  виготовлення штампів гарячого деформування.            3 1.1. Вибір способу  штампування і розробка маршрутної технології               3 1.2. Маршрутна технологія  виготовлення штампів гарячого Деформування                                                                                                            4 2. Призначення  штампів гарячого деформування та  умови їх експлуатації.        4 3.Аналіз причин  виходу штампів гарячого деформування із ладу.  Вимоги до матеріалу деталей (Держстандарти і ТУ)                                                                        5 3.1. Технічний контроль і дефекти поковок                                                         6 4. Сталі для штампів гарячого деформування.                                                             7 5. Вплив легуючих елементів на властивості інструментальних сталей               11 6.Термічна обробка                                                                                                            12 7. Контроль якості                                                                                                              21 8. Допоміжне та додаткове обладнання штампів гарячого деформування.           21 9.Вимоги  охорони праці та техніки безпеки                                                                 24 ВИСНОВОК                                                                                                                        26 ЛІТЕРАТУРА                                                                                                                      27

ВСТУП

Гаряча об'ємне штампування - це вид обробки металів тиском, при якому формоутворення поковки з нагрітої заготовки здійснюють за допомогою спеціального інструменту - штампу. Перебіг металу обмежується поверхнями порожнин (а так само виступів), виготовлених в окремих частинах штампа, так що в кінцевий момент штампування вони утворюють єдину замкнуту порожнину (струмок) по конфігурації поковки.

Під дією сили удару молота або тиску преса нагріта заготовка деформується і заповнює порожнину штампа. В результаті штампування одержують деталь, що за формою і розмірами відповідає формі і розмірам штампу. 
Як заготовку для гарячого штампування в переважній більшості випадків застосовують прокат круглого, квадратного, прямокутного профілів, а так само періодичний. При цьому прутки розрізають на окремі (мірні) заготівлі, хоча іноді штампують з прутка з наступним відділенням поковки безпосередньо на штампувальної машині. Мірні заготівлі відрізають від прутка різними способами: на кривошипних прес-ножицях, механічними пилками, газовим різанням і т.д.

Плюсами гарячого об'ємного штампування перед куванням є: висока продуктивність, більш висока точність виготовлення деталі (допуски на штамповані поковки в 3-4 рази менше ніж на куванні). 
Мінусами є те, що штамп дорогий інструмент і придатний для виготовлення тільки однієї, конкретної поковки. Крім того, для об'ємної гарячого штампування поковок потрібні набагато більші зусилля деформування, ніж для кування таких же поковок. Кування масою в кілька сотень кілограмів для штампування вважаються великими. В основному штампують поковки масою 20 - 30 кг і лише в окремих випадках - з масою до 3 т.

1. Маршрутна технологія виготовлення штампів гарячого деформування.

1.1. Вибір способу  штампування і розробка маршрутної  технології

Основними факторами, що визначають вибір оптимального технологічного процесу виготовлення поковок, для подальшої механічної обробки, є: конфігурація і геометричні розміри деталі, співвідношення розмірів її окремих елементів, марка сталі, технічні вимоги до виготовлення, масштабу і конкретних виробничих умов.

Технологічний процес повинен забезпечувати виготовлення поковки у суворій відповідно до вимог, що пред'являються до неї кресленням і технічними умовами. При розробці технологічного процесу необхідно вибирати з числа можливих варіантів найкращий, який відповідає проектованим умов виробництва. Основним критерієм при виборі найкращого варіанту технологічного процесу є забезпечення найменшої собівартості однієї тонни поковок необхідної якості. Вибір варіанту технологічного процесу виготовлення поковок визначається також обсягом виробництва і спеціальними вимогами до продукції, що випускається.

Технологічні процеси включають виконання наступних основних операцій: оброблення вихідного матеріалу на заготовки мірної довжини, нагрівання і термообробка, обробка тиском з метою надання необхідної форми, обробні операції, оздоблювальні операції. Для розробки технологічних процесів використовуються маршрутні відомості.

Маса поковки і програма випуску зумовлюють вибір в якості обладнання КГШП.

Для обрізки облою дана технологія використання обрізних пресів суміщеної дії. Вони суміщають обрізку облою, пробивання отворів та калібрування поверхні заготовки.

 

 

 

1.2. Маршрутна технологія виготовлення штампів гарячого деформування

 

Найменування і зміст операції	Вид обладнання
1. Контроль металу. Перевірити номер деталі, марку сталі за бирці на тарі.	візуально
2.Транспортірованіе. Транспортувати  тару з заготовками до нагрівача	Мостовий кран вантажопідйомністю 10т.
3. Нагрівання прутків  для різання дротів на заготовки.	Піч індукційна з підйомно крокуючими бойками.
4. Розрізання прутків  на заготовки.	Сортові закриті кривошипні ножиці
5. Контроль заготовок.	Міряльний інструмент
6. Транспортування заготовки до індукційного нагрівача	Мостовий кран вантажопідйомністю 10 т, тара
7. Нагрівання заготовок  до температури t = 1250 ° C	Індукційний нагрівач
8. Контроль температури  нагріву	Пірометр фотоелектричний ФЕП - 2
9. Осаду. Штампування	Прес КГШП
10. Обрізка облоя	Обрізний прес КГШП простої дії
11. Термічна обробка	Автоматизований агрегат конвеєрного
12. Очищення від окалини	Хімічна ванна
13. Контролює, приймає	Міряльний інструмент, контрольний стіл

 

2. Призначення штампів гарячого деформування та  умови їх експлуатації.

Штампи гарячої деформації працюють у вельми жорстких умовах, для яких характерні: високі діючі напруги, рівні яких наближаються до меж текучості штампових сталей; високі температури нагріву; циклічна дія напруги від знакозмінних зусиль при деформації; термічна напруга, визначувана умовами нагріву і охолоджування штампів; хімічна взаємодія, особливо що виявляється в процесі пресування і рідкого штампування .

Стійкість штампів залежить від багатьох чинників. Чинники, що визначають стійкість штампів, можна розділити на три групи.

До першої групи відносять деякі показники і характеристики технологічного процесу штампування: форму і масу поковки; ступінь деформації і умови перебігу металу, що деформується; його опір деформації; физико-хімічні і теплофізичні властивості; хімічний склад і температуру нагріву металу, що деформується; наявність і товщину окалини на заготівці; вид мастила; умови підігріву і охолодження штампів; необхідну точність розмірів поковки; часовий режим роботи штампу, кваліфікацію штампувача; пора року і тому подібне.

До другої групи входять параметри штампувального устаткування: швидкість деформації, робочий цикл і пов'язані з ним час контакту поковки і штампу під тиском, час знаходження поковки в штампі після закінчення штампування та інші, наявність виштовхувачів і особливості їх роботи.

До третьої групи відносять властивості штампової сталі: твердість, міцність, теплостійкість, опір зносу, розпалу та інші, а також мікрогеометрію і физико-хімічні властивості поверхневого шару гравюри, що впливають на умови тертя.

3.Аналіз причин виходу штампів горячого деформування із ладу.  Вимоги до матеріалу деталей (Держстандарти і ТУ)

Основні причини, що призводять до втрати працездатності штампів – це знос, зминання, розпал, при якому маса і розміри поковки поступово виходять за допустимі межі. Швидкість протікання цих процесів визначається теплостійкістю застосовуємих сталей. Опір змину і зносу визначається не тільки високиим рівнем властивостей сталі, але і швидкістю їх зміни в процесі експлуатації.

Одній з основних причин виходу з ладу штампів для гарячої деформації конструкційних сталей є також розвиток процесів термомеханічної втоми, що привоздять до появлення сітки тріщин «розпалу». Це погіршує поверхню заготовок, затрудняє їх витягання з штампу і полегшує знос і крихке руйнування штампу. В процесі роботи поверхневі шари штампу піддаються дії робочої напруги, що деформують заготівку, і знакозмінної теплової напруги унаслідок чергування нагрівів і охолоджувань.

Випадки передчасного виходу з ладу інструмента можуть бути пов’язани з помилками в конструкції, неправильною експлуатацією, термічною обробкою, дефектами матеріла тощо.

У зв'язку з ускладненням технології штампування і зростанням виробництва виробів з трудно деформованих матеріалів все більш часто інструмент виходить з ладу із-за крихкого руйнування, обумовленого змінами структури, міцності і пластичності штампових сталей в процесі деформації.

Присутність молібдену підвищує теплостійкість, прогартованість, а також зменшує прихильність до зворотної відпускної крихкості, яку неможливо ліквідувати швидким охолодженням для великих штампів.

3.1. Технічний контроль і дефекти

Існуюча в ковальсько-штампувальних цехах служба контролю якості поковок і боротьби з браком має на меті: по-перше, організовано впливати на якість поковок у процесі їх виготовлення, по-друге, не допустити проникнення браку (або дефекту) на подальші операції в механічні цехи чи на складання машин, по-третє, систематично спільно з технічними службами цехів проводити заходи щодо поліпшення якості і збільшення терміну служби виробів з поковок.

Основним документом для перевірки якості поковки є її креслення, на якому крім форми і розмірів, а також допусків на розміри наведені технічні вимоги (умови) на виготовлення поковки. У технічних умовах вказують марку металу, вид термічної обробки, механічні властивості, якими повинен володіти метал поковки, і інші специфічні вимоги.

Особливу увагу служба контролю якості приділяє поковкам деталей машин, що працюють з ударними (динамічними) навантаженнями, таких, як, наприклад, передня підвіска автомобіля, осі локомотивів і вагонів, шатуни двигунів внутрішнього згорання та інші.

Контрольним числовим критерієм якості роботи ковальського цеху є відсоток браку з кількості придатної продукції, але ця величина є умовною і орієнтуватися тільки на цю величину в ковальсько-штампувальному виробництві було б неправильно.

Загальні вимоги до поковок із конструкційної, і легованої сталей, виготовлених куванням і гарячим об'ємним штампуванням, встановлюються ГОСТом 8479-70.

Боротьба з браком може бути успішною лише тоді, коли в ковальсько-штампувальному виробництві відомі і вивчаються причини, які породжують брак. Для цього необхідно правильно класифікувати брак за видами, вести облік браку і аналізувати дію заходів, що вживаються, спрямованих для його усунення.

Брак ковальсько-штампувальних цехів зазвичай поділяється на такі види:

1) брак по вихідного  матеріалу;

2) брак, що утворився в результаті різання металу на заготовки;

3) брак, що виникає при  нагріванні заготовок під штампування;

4) брак, що виникає при  штампуванні, обрізки, прошивці;

5) брак при термічній  обробці;

6) брак, що виникає при  очищенні від окалини, а також на фінішних операціях: при виправленні, калібрування і т.д.;

7) брак, що виявлений в  механічних цехах при обробці  різанням.