2 Учебно - методическая работа

2.1 Цель и задачи практических занятий

Целью практических занятий является закрепление знаний, полученных на лекциях, усвоение материалов о классификации, конструкциях штампов, их проектировании и расчетах.

На практических занятиях студент должен получить навыки:

- проектирования конструкций штампов в зависимости от технологического процесса, типа производства;

-проектирования деформирующегося инструмента;

- проведение прочных расчетов;

-выбор оборудования;

- использование справочников, учебников и другой технической литературы;

- анализа результатов проектирования.

2.1.1 Методика проведения практических занятий

Каждый студент проектирует штамп в соответствии с вариантом задания, производит конструктивный подбор деталей, расчеты на прочность деформирующих деталей штампа.

По полученному заданию и по материалам лекций и учебников студент должен выбрать конструктивные особенности проектируемого штампа с учетом типа производства, качества , которые необходимо обеспечить, и обсудить их с преподавателем, ведущим практическое занятия. Далее по материалам лекций, учебникам, справочникам и другой технической литературе необходимо выбрать наиболее подходящие конструктивные решения, данные для конструирования и проведения необходимых расчетов. По ходу конструирования и после расчетов студент обсуждает с преподавателем полученные результаты.

2.1.2 Поковки | группы, штампуемые плашмя

В таблице [5, таблица 1, с 5] приведены варианты заданий для проектирования молотового штампа при штамповке в открытых штампах поковок | группы, штампуемых перпендикулярно оси заготовки. Чертеж поковки показан на рисунке 1.

Рассмотрим пример проектирования штампа для варианта 1[1].

Данная паковка имеет индекс1-3-А: поковка/группы, третьей подгруппы, типа А[1, таблица 4, с 47-51].

Определим основные параметры паковки: площадь проекции на плоскость разъема штампа; периметр поковки по плоскости разъема; объем; массу поковки.

Рисунок 1. Поковка с фланцем

Площадь проекции поковки на плоскость разъема штампа определим следующим образом: разобьем поковку на 6 отдельных элементарных фигур, рисунок 2, и найдем по отдельности их площади, а затем просуммируем их.

Рисунок 2. Схема для расчета площади проекции и объема поковки

Площадь 1 фигуры – S₁ =30×57 = 1710 мм²;

Площадь 2 фигуры – S₂ =17×48 = 816 мм²;

Площадь 3 фигуры – S₃ =(30×19) + (9×19) = 741 мм²;

Площадь 4 фигуры – S₄ =19×30 = 570 мм²;

Площадь 5 фигуры – S₅ =90×10 = 900 мм²;

Площадь 6 фигуры – S₆ =12×30 = 360 мм².

Общая площадь проекции на плоскость разъема:

S_пр. = S₁ + S₂ + S₃ + S₄ + S₅ + S₆ ;

S_пр. = 1710+816+741+570+900+360=5097 мм².

Периметр поковки Р_П = 448 мм; объем V_П = 189550 мм³; масса поковки G = 1,49 кг.

Определим толщину облоя на мостике по формуле: h₀ = 0,015×√F_n;

h₀ = 0,015×√5097 = 1,07 мм.

Определим форму и номер облойной канавки, рисунок 3, ее размеры, площадь облойной канавки [5, таблица 2, с 7].

Рисунок 3. Облойная канавка

Так как ближайшее, большее, значение h₀= 1,6 мм, выбираем канавку с порядковым номером 4. Номер канавки в зависимости от формоизменения при штамповки -2 (штамповка выдавливанием поковок несложной формы).

Остальные размеры облойной канавки, рисунок 3, определяем по таблице 2. b = 9 мм; b₁ = 25 мм; R = 1,5 мм; S_об.к =113 мм².

Объем облоя (без учета внутренней пленки) определяется как произведение средней площади его поперечного сечения на периметр поковки по линии разъема[1]:

V₀ = S₀ × P_n

С учетом коэффициента ζ , учитывающего степень заполнения облойной канавки [5, таблица 3, с 8], средняя площадь поперечного сечения облоя S₀ = ζ × S_об.к.

Определяем объем облоя по отдельным участкам:

- на участке фланца

V_об.ф = 0,6×113×280=18984 мм³

- на участке стержня

V_об1 = 0,6×113×340=23052 мм³

Общий объем V_о = V_об.ф + V_об1 ;

V_о = 18984 + 23052 = 42036 мм³.

Для проектирования штампа необходимо знать, сколько и каких переходов необходимо выполнить, чтобы получить заданную поковку. В соответствии с классификацией молотовых поковок[1,таблица 4, с. 47-51], данная поковка относится к 1 группе. Это поковки, штампуемые плашмя

[5, таблица 4, с 8].

В соответствии с классификацией для установления, к какому типу относится поковка, необходимо определить объем фланца V_ф = V_ц+2V _к.

V_ф = π×90²/4×10+2× π×90²/4×1/3×90/20×sin7⁰ = 63585+2325=65910 мм³

Полученное значение необходимо сравнить со значением 3× π×d³_min/4 , в результате имеем, что V_ф> 3× π×d³_min/4, т.е. 65910 мм³>2120 м м³, значит поковка относится к типу Б и для её штамповки необходимы специальный протяжной и высадочный ручьи.

Размеры заготовки зависят: от объемов заготовки с учетом облоя, потерь на угар, фланца с учетом облоя и потерь на угар[1]/

Определим объем заготовки с учетом облоя по формуле:

V_п.о = V_п+V_о;

V_п.о =189550+42036 =231586 мм³

Объем заготовки с учетом потерь на угар определим по формуле

V_зг = V_п.о × ;

V_зг = 231586 × =236218 мм³

Объем фланца с учетом облоя:

V_р.ф = V_ф+V_об.ф;

V_р.ф =65910+18984 =84894 мм³

Объем фланца с учетом потерь на угар

V_ф.у =84894× =86592 мм³

Определяем диаметр расчетной заготовки по формуле:

D_зг = ;

D_зг = =35,34 мм

Выбираем из сортамента проката, сталь горячекатаную круглую (ГОСТ 2590-71) [2, таблица 13,с. 76] D_зг = 40 мм, тогда

l_зг=V_зг/S_зг;

где S_зг - площадь поперечного сечения заготовки

l_зг=236218/1256=188 мм.

Расчет и построение высадочного ручья производим по рекомендациям [1, таблица 14, пункт 15].Фрагмент рекомендаций по конструированию заготовительных ручьев [5, таблица 5, с 10].

Следуя вышеприведенным рекомендациям построения высадочного ручья, определим необходимые расчетные данные.

Высоту фланца h_ф¹ с учетом конусности 7⁰ и выступа на торце принимаем равной размеру цилиндрического участка – 10 мм, а величину h_ф.ср=16 мм. высоту h₁ определяем по соотношению h₁ = l₁ –(5…15)мм, тогда h₁ =107-12=95 мм.

Далее определим диаметры d_{ср. 1} и d_ф

d_{ср. 1}= ≈ 41 мм

Принимаем d_{ср. 1} =40 мм;

d_ф= =92,42 мм.

Принимаем d_ф=90 мм.

Расчет и построение специального протяжного ручья производим в соответствии с рекомендациями [1, таблица 14,с. 16] . Фрагмент рекомендаций по конструированию заготовительных ручьев [5, таблица 6, с 11].Определим размеры ручья:

- длины l=95+5=100мм,

-диаметра в среднем сечении d_ср=40-(5…10)=32,5 мм,

-ширины В=1,5×40+20=80 мм.

По полученным размерам производим графическое построение высадочного и протяжного ручья, рисунок 4.

Рисунок 4. Молотовой штамп для поковки с фланцем

В сечении А-А показан специальный протяжной ручей со всеми необходимыми размерами.

В сечении Б-Б высадочный ручей.