2.3.6 Расчет размеров стержня для формирования внутреннего диаметра втулки

Аналогично рассчитываем диаметр стержня для формирования внутреннего диаметра втулки. При этом, учитывая износ стержня, диаметр назначаем по максимальному расчетному размере.

Размеры стержня, калибровка.

Максимальный Д_Ксmax и минимальный Д_Ксmin размеры стержня калибрующей находим по формуле:

Д_Ксmax = Д_внmax + lk; Д_Ксmin = Д_внmin + lk. (2.17)

где Д_внmax, Д_внmin - максимальный и минимальный внутренний размер детали;

lk - упругая последействие при калибровке.

Для материалов на основе железа при пористости 20% lk = 0,02%.

Д_Ксmax = 15,071 + (15,071·0,02/100) = 15,074 мм;

Д_Ксmin = 15,034 + (15,034·0,02/100) = 15,037 мм.

С учетом износа диаметр стержня выбираем максимальным (Д_Ксmax) и назначаем допуск по Н7.

Определяем припуск на износ:

при изготовлении матрицы по номинальному размеру:

ΔД = Д_Ксmax – Д_Ксmin, (2.18)

ΔД = 15,074 - 15,037 = 0,037 мм

ΔД = Д_Кmax - (Д_Кmin + Δ), (2.19)

при изготовлении матрицы с учетом допуска Δ.

ΔД = 15,074 - (15,037 + 0,025) = 0,012 мм

Внутренний диаметр детали после спекания

Д_вн.сп.min = Д_вн.min – Пк; Д_вн.сп.max = Д_вн.max – Пк. (2.20)

где Пк - припуск на калибровку.

Д_вн.сп.min = 15,034 - 0,10 = 14,934 мм

Д_вн.сп.max = 15,071 - 0,10 = 14,971 мм

Внутренний диаметр прессовки

Дпр. = Дсп. – Σ, (2.21)

где Σ - усадка при спекании (для железоуглеродистых материалов составляет: при содержании углерода до 0,3% - 0,2%; 0,3...0,6% - 0,4%; 0,6...0,8 - 0,4%; более 0,8% - 0,5%).

Д_вн.пр.min = Д_вн.сп.min – Σ; Д_вн.пр.max = Д_вн.сп.max – Σ. (2.22)

Д_вн.пр.min = 14,934 + (14,934·0,5/100) = 14,859 мм

Д_вн.пр.max = 14,971 + (14,971·0,5/100) = 14,896 мм

Диаметр стержня для формирования отверстия прессовки

Д_с = Дпр. – ln, (2.23)

где ln - упругое последействие при прессовании.

Для материалов на основе железа при пористости 20% упругая последействие составляет: по наружному диаметру - 0,18%, по внутреннему 0,10%, по высоте 3%.

Дс. min = Д_вн.пр.min + ln; Дм. max = Д_вн.пр.max + ln. (2.24)

Дс. min = 14,859 + (14,859·0,10/100) = 14,87 мм

Дс. max = 14,896 + (14,896·0,10/100) = 14,91 мм

С учетом износа за номинальный размер принимаем Дс. max и назначаем допуск по Н7.

Припуск на износ составляет:

ΔД = Дс. max - Д_вн.пр.min (2.25)

ΔД = 14,91 - 14,859 = 0,051 мм

ΔД = Дс. max – (Д_вн.пр.min +Δ) (2.26)

ΔД = 14,91 - (14,859 + 0,025) = 0,026 мм

2.3.7 Высота прессовки и высота матрицы для прессования.

Рассчитываем высоту прессовки и высоту матрицы для прессования. При расчете высоты прессовки учитываем только упругое последействие:

Нпр = Нд - ln, (2.27)

Нпр₁ = 25 – (25·3/100) = 24,25 мм

Нпр₂ = 5 – (5·3/100) = 4,85 мм

Нпр₃ = 50 – 25 – 5 – (20·3/100) = 19,4 мм

Высота засыпки, то есть высота загрузочной камеры матрицы, определяется по формуле:

Н₃ = кН_пр, (2.28)

где k - коэффициент уплотнения, определяемый по формуле:

k = γ_пр / γ_н, (2.29)

где γ_пр; γ_н – плотность прессовки и насыпная плотность порошка.

Порошковая шихта на основе железного порошка ПК40 имеет насыпную плотность 2,6 г/см³ .

γ_пр= γ_ш· Θ (2.30),

где γ_ш – плотность материала шихты;

Θ - относительная плотность.

γ_пр = 6 · 0,8 = 4,8 г/см³

k = 4,8:2,6 = 1,85

Н₃₁ = 1,85 ·24,25 = 44,86 мм

Н₃₂ = 1,85 · 4,85 = 8,97 мм

Н₃₃ = 1,85 · 19,4 = 35,89 мм

Полная высота матрицы определяется с учетом загрузочной камеры и величины мероприятия нижнего (h_н) и верхнего (h_в) пуансонов:

Нм = Н₃₁ + Н₃₂ + Н₃₃ + h_н + h_в (2.31)

Нм = 44,86 + 8,97 + 35,89 + 0 + 6 = 95,72 мм

При автоматической загрузке шихты роль дозатора выполняет загрузочная камера. Тогда, h_в = 0. Вибор h_нп делают из конструктивных соображений, но не менее 5 мм.

При изготовлении деталей сложной формы должно соблюдаться со-отношение:

Н₃₁ / Нпр₁ = Н₃₂ / Нпр₂ = γ_пр / γ_н (2.32)

где Н31, Н32, Н33 – высота засыпок соответствующих участков прессовки высотой Нпр1, Нпр2, Нпр3 .