Классификация поковок с отростками для определения области применения профилирующей осадки с потерей устойчивости заготовки Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

ВЕСТНИК

ПРИАЗОВСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТ 1999г Е>ып. №8

УДК 621.73

Диамантопуло К.К.1, Кухарь В.В..2

КЛАССИФИКАЦИЯ ПОКОВОК С ОТРОСТКАМИ Д ЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ПРОФИЛИРУЮЩЕЙ ОСАДКИ С ПОТЕРЕЙ

УСТОЙЧИВОСТИ ЗАГОТОВКИ

На основании анализа производственных данных Херсонского завода карданных валов (ХЗКВ) и анализа литературных сведений составлена новая классификация поковок с отростками по наиболее существенным признакам,которая определяет область применения осадки с потерей устойчивости заготовки в качестве профилирующей операции перед горячей штамповкой. Показана перспективность такого способа штамповки сопоставлением экономических показателей.

Совершенствование процессов получения поковок с отростками требует определения перспективных направлений развития технологии их штамповки. Это обычно достигается классификацией поковок и систематизацией способов штамповки

Поковки с отростками типа "вилка кардана", "фланец кардана", "вилка фланцевая" и т.п. имеют резкие перепады поперечного сечения по длине. В условиях народного хозяйства Украины данные поковки не отличаются массовостью производства, поэтому при их штамповке использование дополнительного профилирующего оборудования, согласно работе [1], становится нерентабельным, что обуславливает низкую технологичность поковок. Проводимые кафедрой кузнечно-штамповочного производства (КШП) Приазовского гостехуниверситета исследования установили целесообразность применения осадки с потерей устойчивости заготовки в качестве профилирующей операции перед штамповкой типовых поковок с отростками [2,3]. При этом операция выполняется на основном штамповочном оборудовании (KillИ 7), а инструментом служат обыкновенные осадочные плиты стандартного блока штампов.

Опубликованные в работах [2,3] результаты позволяют выбирать размеры исходной за- { готовки для штамповки и технологические параметры операции, требуемые для достижения \ желаемой формы полуфабриката, используя приводимые там графические зависимости и реко- ] мендации. Так как применимость осадки с потерей устойчивости заготовки ограничивается ; особенностями формы поковки (отношением длины ее развертки к толщине, величиной флан- ] цевой части, длиной отростков и т.п.) [2], а форма поковки определяет способ штамповки, то i необходимо определить область применения такой профилирующей операции. 1

Каяедая из штампуемых поковок с отростками является структурной единицей отдель-1 ныхклассификаций. На основании анализа литературных и производственных (ХЗКВ) данных] осуществлена общая классификация поковок с отростками по различным признакам (см. ] табл.1), заключительным и основным из которых является применимость профилирующей] осадки с потерей устойчивости заготовки перед штамповкой. Определение области ] использования такого способа профилирования позволяет дать сравнительную характеристику ] возможных вариантов изготовления типовых поковок (см. табл. 2). Приведенная ниже класси-] фикация показывает преимущества рекомендуемого способа ш тамповки, включающие умень-1 шение расхода металла, сохранение простоты инструмента и повышение производительности ] (см.табл. 1 и 2). i

При проектировании новой технологии штамповки в условиях ХЗКВ поковки "вилка I кардана", отнесенной к подгруппе 1-3 новой классификации (табл. 1), расчетная норма расхода | металла составляет 64 % от базовой, а коэффициент использования металла на 70 % больше 1

1 ПГТУ, канд. техн. наук, доц. 1

2 ПГТУ, инженер. 1

110 1

Таблица 1 - Классификация поковок с отростками по применимости профилирования заготовки осадкой с потерей устойчивости

I Группа I II

2 Способ штамповки перпендикулярно оси заготовки параллельно оси заготовки

3 Подгруппа 1 2 3 4 1 2 3 4

4 Отличительная характеристика подгруппы поковки малой массы штампуемые многоштучпо приводимые к поковкам с вытянутой осью за счет длины стержня приводимые к поковкам с вытянутой осью за счет длины отростков приводимые к поковкам с изогнутой осью приводимые к поковкам круглым в плане с полостью приводимые к поковкам круглым в плане без полости приводимые к стержневым поковкам с полостью приводимые к стержневым поковкам без полости

5 Используемое оборудование и штампы КГШП, открытые штампы КГШП, открытые штампы КГШ11, открытые штампы КГШП, открытые штампы КГШП, открытые или закрытые штампы, штамповка в разъемных матрицах КГШП, открытые или закрытые штампы КГШП или ГКМ, штамповка в разъемных матрицах КГШП, штамповка в разъемных матрицах

6 Припуски и допуски максимальные по ГОСТ 7505 -89 максимальные по ГОСТ 7505-89 максимальные но ГОСТ 7505-89 максимальные по ГОСТ 7505 89 максимальные по ГОСТ 7505-89 максимальные по ГОСТ 7505- 89 несколько меньше, чем при штамповке в открытых штампах несколько меньше, чем при штамповке в открытых штампах

7 Основной вид формообразования в штамповочных ручьях формовка осаживанием, штамповка плашмя формовка осаживанием, штамповка плашмя формовка осаживанием, штамповка плашмя гибка - формовка осаживание с элементами выдавливания или собственно выдавливание осаживание с элементами прямого или обратного выдавливания прямое и(или) обратное выдавливание прямое и(или) обрапюе выдавливание, элементы бокового выдавливания

8 Преимущества и не"остатки наиболее высокая пршинидишль -носгъ при удовлетворительном качестве, простота высокая производитель -ность, простота инструмента, высокий расход высокая производитель -ность. простота инструмента, высокий расход высокая производитель -ность, простота инструмента, облой меньше, чем при штамповке уменьшенные напуски, высокая производитель -ность, ненолная заполняемость поверхнос I и уменьшенные напуски, высокая производитель -ность, плохая заполняемость ру ;и~и г. Поверхности уменьшенный расход металла, сложность инструмента, низкая производительность, усилие штамповки уменьшенный расход металла, сложность инструмента, низкая производительность, усилие штамповки

9 Возможное дополнительное профилирующее оборудование 11ШМ, ГКМ, ковочные вальцы ПШМ, ГКМ, ковочные вальцы ПШМ, ГКМ, ковочные вальцы ПШМ, ПМ, ковочные вальцы КГШП, ГКМ КГШП, ГКМ ГКМ, КГШП ГКМ, КГШП

10 Рентабельный вид производства средне- и мелкосерийное крупносерийное Крупносерийное крупносерийное крупносерийное крупносерийное крупносерийное и массовое крупносерийное и массовое

11 ирптсШШОСТЬ осадки с потерей устойчивости заготовки неприменима трудноприменима применима применима неприменима ориентировочно неприменима неприменима неприменима

Таблица 2 - Сравнение возможных вариантов штамповки типовых поковок с отростками

1 Варианты технологии штамповки Существующая технология штамповки Штамповка с применением дополнительн. профилирующего оборудования Штамповка с профилированием заготовки осадкой с потерей устойчивости

2 Подгруппа поковки по табл. 1 12 1.3 1.4 12 13 1.4 1.2 1.3 14

3 Используемое оборудование и штампы кгшп. открытые »"•ампы кгшп, открытые штампы кгшп, открытые штампы кпли.шпм, ковочные вальцы, гкм, открьпые штампы КГШП.ПШМ, ковочные вальцы, гкм, открытые штампы КГШП.ПШМ, говочиые вальцы, ПМ, открытые штампы кгшп, открытые штампы кгшп, открытые штампы кгшп. открытые (закрытые) штампы

4 Перечень ОСНОВНЫХ формообразующих операции предварительная осадка. иди протяжка; штамповка плашмя в черновом и чистовом ручьях предварительная осадка нлм гибка; штамповка плашмя в черновом и чисювоч ручьях предварительная осадка, гибка формочка в штамновочных ручьях протяжка (вальновка)или высадка для формирования утолщения под отростки; штамповка плашмя с рассекателем в штамповочных ручьях протяжка (вальцовка) или высадка стержня; штампопка нлашм* с рассекатепем я штамповочных ручьях предварительная осадка, гибка на ГГМ; протяжка под утоищение но середине; 1 ибка - формовка осадка с потерей усюйчивости заготовки, предварительная и окончательная штамповка осадка с потерей устойчивости заготовки, предварительная и окончательная штамповка осадка с потерей устойчивости заготовки, предварительная или (и) окончательная штамповка

5 Рентабельный вид производства крупносерийное крупносерийное крупносерийное массовое массовое низкий расход метания массовое низкий расход металла серийное серийное серийное

6 Г! оси муг т зестя я Во'СОКаЯ производительность, пиоснм;! высокая нронзводигсль-н ость, простота пкструмеь га высокая производительность, простота инс;румен га низкий расхот металла высокая производительность, низкий расход металла, простота высокая производительное п,: низкий расход металла, простота инструмента высокая производи гель- ность. низкий расход металла, простота инструмента

7 Недостатки высокий расход металла в облой высокий расход металла в облой высокий расход металла в облой низкая производительность, высокие энергоемкость и себестоимость продукции низкая производительность, высокие энергоемкость и себестоимость продукции низкая производительность, высокие энергоемкость и себестоимость продукции трудность расчета заготовки; неприменимость при длинном стержне поковки трудность расчета заготовки трудность расчета заготовки

базового. При этом производительность повышается на 14% (за счет сокращения гибочного ручья [2]).

Расчеты суммы: приведенных затрат (состоит из удельных капитальных вложений скор -ректированных на нормативный коэффициент и технологической себестоимости) на тонну продукции при выпуске 120 тыс. поковок в год (среднесерийное производство) подтверждают ее минимум для способа с использованием профилирующей осадки с потерей устойчивост и заготовки. Так сумма приведенных затрат для базового варианта i с гибочным ручьем составляет 3590 грн/т, а для проектируемого варианта 2 с применением профилирующей осадки с потерей устойчивости заготовки - 2640 грн/т.

Превышение на 70 грн/т удельных капитальных вложений' в оборудование по второму варианту связано с необходимостью использования дифференцированного зажима и наклонного рольганга ножниц при порезке заготовок для обеспечения перпендикулярности торца и оси заготовки. Предполагаемый годовой экономический эффект составляет 186990 грн (главным образом за счет экономии металла). Технологическая себестоимость продукции по проектируемому варианту меньше на 940 грн/т. Это существенно расширяет возможности повышения рентабельности продукции и производства.

Выводы

1. Составлена классификация и определены подгруппы поковок с отростками к которым применима профилирующая осадка с потерей устойчивости заготовки.

2 .Такой способ штамповки подходящих поковок позволяет сохранить рентабельност ь производства при уменьшении его серийности.

Перечень ссыпок

1 Атрошенко А. П.,Прокофьев Я С. Определение области эффективного применения вальцовки заготовки под последующую штамповку/ЛСузнечно-шгамповочное производство. -1970.-№2.-С.37-39.

2. Диамантопуло К.К., Кухарь В.В. Новая методика: расчета заготовки для штамповки поковок типа "фланец кардана'7/Защита металлургических машин от поломок:Сб.науч.тр,-Мариуполь, 1111 У, 1998.-Вып.З - С.257-265.

3. Диамантопуло К К Кухарь В. В. Исследование осадки i: потерей устойчивости заготовки для приближения ее формы к форме поковки //Удосконалення процсав та обладнання обробки тиском у машинобудуванш та металургп: Зб.наук.праць. - Краматорськ. ДМА, 1999,-С.71-74.

Диамантопуло Константин Константинович. Канд. техн. наук, доцент кафедры куз-нечно-штамповочного производства Приазовского гостехунизереитета, окончил Ждановский металлургический институт в 1970 году. Основные направления научных исследований - совершенствование технологии получения исходных заготовок и процессов штамповки, разработка универсального гидропривода машин ударного действия.

Кухарь Владимир Валентинович. Инженер кафедры куэиечно-штамповочного производства Приазовского гостехуниверситета, окончил Приазовский государственный технический университет в 1999 году. Основные направления научных исследований - оптимизация технологии получения заготовок и техпроцессов горячего объемного деформирования.