Автор: Пользователь скрыл имя, 23 Ноября 2014 в 14:35, курсовая работа
Кузнечное ремесло и кузнечное производство имеют многовековую историю. Человеку давно были известны простейшие кузнечные инструменты для ковки: молот, клещи и наковальня, а также и простейшее нагревательное оборудование — горн. Первая механизация процессов ковки относится к XVI веку, когда стали применять механические рычажные, вододействующие молоты, приводимые энергией водяного потока. При отсутствии гидроэнергии применялись копровые (падающие) молоты. В 1842 году Джеме Несмит построил первый паровой молот, а в 1846 году Армстронг — первый паровой гидропресс. В том же XIX веке начали применять приводные механические и пневматические молоты, получили развитие кривошипные прессы и другие кривошипные кузнечно-штамповочные машины. в России относится IX – X вв.
ФГБОУ ВПО
«Саратовский государственный технический университет имени
Гагарина Ю.А.»
Кафедра «Сварка и металлургия»
Курсовая работа
Направление: 150400.62 «Металлургия»
по дисциплине: «Оборудование и проектирование цехов ОМД»
на тему: «Проектирование штамповочного цеха. Пресс однокривошипный открытый простого действия КД2120Е»
Выполнил:
Студент гр.б1МЕТЛ-21
Лиходеев А.С
Проверила:
Урилова В.Е.
Саратов 2014
Содержание
Введение
Кузнечное ремесло и кузнечное производство имеют многовековую историю. Человеку давно были известны простейшие кузнечные инструменты для ковки: молот, клещи и наковальня, а также и простейшее нагревательное оборудование — горн. Первая механизация процессов ковки относится к XVI веку, когда стали применять механические рычажные, вододействующие молоты, приводимые энергией водяного потока. При отсутствии гидроэнергии применялись копровые (падающие) молоты. В 1842 году Джеме Несмит построил первый паровой молот, а в 1846 году Армстронг — первый паровой гидропресс. В том же XIX веке начали применять приводные механические и пневматические молоты, получили развитие кривошипные прессы и другие кривошипные кузнечно-штамповочные машины. в России относится IX – X вв. Уже тогда в Киеве, Чернигове и других местах южный России такие изделия, как шлемы, мечи, клинки и другие предметы вооружения из железа и стали, изготовлялись методом штамповки при помощи бородков (пуансонов) и форм (матриц). К тому же периоду относятся ковка и чеканка цветных и благородных металлов в холодном и горячем для самых разнообразных целей. Особом искусством русских мастеров того времени являлась выковка посуды из тонких листов металла. Чеканка первоначально производилась путем нанесения узора стальными пуансонами (X – X вв.). В X в. появляется плоскорельефная чеканка с образованием рисунка, возвышающегося над плоскостью детали. С IX в. развивается искусство выпуклой чеканки, известная преимущественно по новгородским образцам, выполненным мастерами – художниками чеканочного дела. Новгородцы тогда же на ручных рычажных прессах при помощи несложных штампов изготовляли оружие и другие изделия. В Московском государстве в ХV – XVI вв. для производства оружия (защитного вооружения – панцирей, шлемов и т.д.) применялись методы штамповки с использованием подкладных штампов. К этому же периоду относится штамповка – чеканка монет в Московском государстве, в то время как за границей монеты еще отливались. Однако это производство не было массовым, им занимались лишь ремесленники, работая вручную. До Великой Октябрьской социалистической революции листовая штамповка применялась в незначительных масштабах, преимущественно в производстве аппаратов, небольших электрических машин и мелких изделий. Основное развитие в нашей стране листовая штамповка получила в период пятилеток, во время и после Великой Отечественной войне. В настоящее время листовая штамповка нашла широкое применение почти во всех областях металлообработки. За годы пятилеток и в послевоенный период построены крупнейшие штамповочно-прессовые цехи на первоклассных тракторных заводах–гигантах – Волгоградском, Харьковском, Челябинском, на автозаводах – Московском, Горьковском, Минском, Ярославском, Липецком и др. Одновременно с этим выросли квалифицированные кадры рабочих – новаторов производства и ударников коммунистического труда, инженерно-технических и научных работников по листовой штамповке. За последние годы возросла производительность труда в результате широкого применения полной или частичной механизации автоматизации процессов листовой штамповки, а также скоростных методов штамповки. Наряду с ранее известными операциями листовой штамповки получают развитие такие, как сложные вытяжка, формовка, холодное выдавливание, штамповкой резиной, штамповка с подогревом, штамповка с глубоким охлаждением, групповые методы обработки и штамповка по элементам, высокоэнергетические – импульсные способы штамповки и ряд других. Разработаны конструкции штампов, позволяющие успехом применять листовую штамповку не только массовом и крупносерийном производстве, но также и в серийном и мелкосерийном, для чего используется (в последние двух случаях) упрощенные и универсальные штампы. Все это способствует успешному использованию листовой штамповки во всех областях металлообработки.
1. Литературный обзор
1.1. Основные понятия
Штамповка — процесс пластической деформации материала с изменением формы и размеров тела. Чаще всего штамповке подвергаются металлы или пластмассы. Существуют два основных вида штамповки — листовая и объёмная. Листовая штамповка подразумевает в исходном виде тело, одно из измерений которого пренебрежимо мало по сравнению с двумя другими (лист до 6 мм). Примером листовой штамповки является процесс пробивания листового металла, в результате которого получают перфорированный металл (перфолист). В противном случае штамповка называется объёмной.
Листовая штамповка один из видов обработки давлением листового материала с получением заготовок или готовых деталей. Сущность способа заключается в процессе, где в качестве заготовки используют полученные прокаткой лист, полосу или ленту, свёрнутую в рулон. Листовой штамповкой изготовляют самые разнообразные плоские и пространственные детали массой от долей грамма и размерами, исчисляемыми долями миллиметра (например, секундная стрелка ручных часов), и детали массой в десятки килограммов и размерами, составляющими несколько метров (облицовка автомобиля, самолёта, ракеты). Для деталей, получаемых листовой штамповкой, характерно то, что толщина их стенок незначительно отличается от толщины исходной заготовки. При изготовлении листовой штамповкой пространственных деталей заготовка обычно испытывает значительные пластические деформации. Это обстоятельство вынуждает предъявлять к материалу заготовки достаточно высокие требования по пластичности.
При листовой штамповке чаще всего используют низкоуглеродистую сталь, пластичные легированные стали, медь, латунь, содержащую более 60 % Cu, алюминий и его сплавы, магниевые сплавы, титан и др. Листовой штамповкой получают плоские и пространственные детали из листовых неметаллических материалов, таких, как кожа, целлулоид, органическое стекло, фетр, текстолит, гетинакс и др.
Листовую штамповку широко применяют в различных отраслях промышленности, особенно в таких, как авто-, тракторо-, самолето-, ракето- и приборостроение, электротехническая промышленность и др.
К преимуществам листовой штамповки относятся:
Листовая штамповка - способ изготовления плоских и объемных тонкостенных изделий из листов, полос или лент с помощью штампов, на прессах или без их применения (штамповка без прессов). Листовая штамповка характеризуется высокой производительностью, стабильностью качества и точности изделий, а также большой экономией металла, низкой себестоимостью изготовляемых изделий и возможностью полной автоматизации. Листовая штамповка бывает тонколистовой холодной (преимущественно) и толстолистовой горячая, причем последняя чаще бывает с локализацией зоны нагрева [3]. Схемы и определения разделительных операций показаны на рис.3 и в табл.3.
Листовая штамповка - это такие операции ОМД, при которых толщина металла практически не изменяется, и она позволяет получать из листового материала объемные детали, как правило, не требующие доработки.
К разделительным операциям листовой штамповки относят: отрезку, разрезку, обрезку, вырезку, надрезку, вырубку, пробивку, зачистку и калибровку и др. Они показаны на табл.1, но основными разделительными операциями являются операции вырубки и пробивки. При разделительных операциях происходит полное (отрезка, разрезка) или частичное (надрезка, просечка) отделение металла от исходной заготовки. Результатом выполнения этих операций являются получение готовых деталей или заготовок, используемых для последующей обработки.
Таблица 1
Схемы разделительных операций и их определения
№ п.п. |
Термин и его определение (ГОСТ 18970-84) |
Схема операции |
1 |
Отрезка - полное отделение части заготовки по незамкнутому контуру путем сдвига |
|
2 |
Разрезка - разделение заготовки на части по незамкнутому контуру путем сдвига (с отходом и без отхода) |
|
3 |
Вырубка - полное отделение заготовки или изделия от исходной заготовки по замкнутому контуру путем сдвига (отделенная часть — изделие) |
|
4 |
Надрез - неполное отделение части заготовки путем сдвига |
|
5 |
Проколка - образование в заготовке отверстия без удаления металла в отход |
|
6 |
Пробивка - образование отверстия или паза путем сдвига с удалением отделенной части металла в отход |
|
7 |
Обрезка - удаление излишков металла (припусков, фланцев) путем сдвига |
|
8 |
Зачистка - удаление технологических припусков с помощью штампа с образованием стружки. Обеспечивает повышение точности размеров и уменьшение шероховатости штамповочной заготовки |
|
9 |
Высечка - полное отделение заготовки или изделия по замкнутому контуру путем внедрения инструмента в материал исходной заготовки |
|
10 |
Просечка в штампе - образование отверстия в заготовке путем внедрения в нее инструмента с удалением части материала в отход |
К формоизменяющим операциям листовой штамповки относятся: гибка, скручивание, вытяжка, вытяжка с утонением, отбортовка, закатка, раздача, обжим, формовка, правка и др. (табл.2).
При формоизменяющих операциях, пластической деформации подвергается обычно только часть заготовки, локальный очаг деформации.
Таблица 4
Схемы формоизменяющих операций и их определения
№ п.п. |
Термин и его определение |
Схема операции |
1 |
Гибка — образование или изменение углов между частями заготовки или придание ей криволинейной формы |
|
Закатка — образование закругленных бортов на краях полой заготовки | ||
2 |
Завивка — образование закруглений на концах плоской заготовки или заготовки из проволоки |
|
3 |
Вытяжка — образование полой заготовки или изделия из плоской или полой исходной заготовки |
|
4 |
Обтяжка — образование заготовки заданной формы приложением растягивающих усилий к ее краям |
|
5 |
Отбортовка — образование борта по внутреннему контуру заготовки |
|
6 |
Обжим в штампе — уменьшение размеров поперечного сечения части полой заготовки |
|
7 |
Раздача — увеличение размеров поперечного сечения части полой заготовки |
|
8 |
Рельефная формовка — образование рельефа в листовой заготовке за счет местных растяжений без обусловленного изменения толщины стенки |
|
9 |
Правка давлением — устранение искажений формы заготовки, уменьшение радиусов сопряжений отдельных участков заготовки |
Горячая объёмная штамповка (ГОШ) — это вид обработки металлов давлением, при которой формообразование поковки из нагретой до ковочной температуры заготовки осуществляют с помощью специального инструмента штампа. Течение металла ограничивается поверхностями полостей (а также выступов), изготовленных в отдельных частях штампа, так что в конечный момент штамповки они образуют единую замкнутую полость (ручей) по конфигурации поковки. В качестве заготовок для горячей штамповки применяют прокат круглого, квадратного, прямоугольного профилей, а также периодический. При этом прутки разрезают на отдельные (мерные) заготовки, хотя иногда штампуют из прутка с последующим отделением поковки непосредственно на штамповочной машине.
Применение объемной штамповки оправдано при серийном и массовом производстве. При использовании этого способа значительно повышается производительность труда, снижаются отходы металла, обеспечиваются высокие точность формы изделия и качество поверхности. Штамповкой можно получать очень сложные по форме изделия, которые невозможно получить приемами свободной ковки.
1.2.2.1. Штамповка в открытых штампах
Характеризуется переменным зазором между подвижной и неподвижной частями штампа. В этот зазор вытекает часть металла – облой, который закрывает выход из полости штампа и заставляет остальной металл заполнить всю полость. В конечный момент деформирования в облой выжимаются излишки металла, находящиеся в полости, что позволяет не предъявлять высокие требования к точности заготовок по массе. Недостаток такого способа штамповки - необходимость удаления облоя при последующей механической обработке. Штамповкой в открытых штампах можно получить поковки всех типов.
1.2.2.2. Штамповка в закрытых штампах
Характеризуется тем, что полость штампа в процесс деформирования остается закрытой. Зазор между подвижной и неподвижной частями штампа постоянный и небольшой, образование в нем облоя не предусмотрено. Устройство таких штампов зависит от типа машины, на которой штампуют. Например, нижняя половина штампа может иметь полость, а верхняя – выступ (на прессах), или верхняя – полость, а нижняя – выступ (на молотах). Закрытый штамп может иметь две взаимно перпендикулярные плоскости разъема. При штамповке в закрытых штампах необходимо строго соблюдать равенство объемов заготовки и поковки, иначе при недостатке металла не заполняются углы полости штампа, а при избытке размер поковки по высоте будет больше требуемого. Отрезка заготовок должна обеспечивать высокую точность.