Обоснование метода получения заготовки и описание технических условий на нее.

Формообразование детали целесообразно перенести на заготовительную стадию и тем самым снизить расход материала за счет усложнения конфигурации, уменьшения напусков и припусков, повышения точности размеров и параметров расположения поверхностей. При этом повышается коэффициент использования материала. Все это повлечет за собой уменьшение доли затрат на механическую обработку, упрощение технологического процесса, увеличения производительности и снижения себестоимости готовой детали,

Для изготовления заготовки поворотного кулака применяют горизонтально-ковочные машины. Штамповка на ГКМ выполняется в штампах с двумя плоскостями разъема: одна - перпендикулярна оси заготовки, между матрицей и пуансоном; вторая - вдоль оси, разделяет матрицу на подвижную и неподвижную половины, обеспечивающие зажим штампуемой заготовки. На ГКМ штампуют также поковки типа стержней с утолщениями, с глухими и сквозными отверстиями, с полым утолщением. Благодаря осевому утолщению разъема матриц уклон в участках зажатия на поковке не требуется, в других местах он может достигать 7 °.

Номинальное усилие на ГКМ составляет 1250 Н, а производительность - 800кг/час. Максимальные припуски и допуски по ГОСТ 7505-74. припуск на ГКМ на 40-50% больше, чем при штамповке на молотах.

От окалины штампованные заготовки очищают травлением, для этого применяют раствор соляной кислоты, затем промывают в растворе щелочи и в воде. Это самый качественный, но дорогой способ.

Затем заготовку подвергают термообработке (нормализация). После этого заготовку подвергают упрочнению дробью.

Технические условия:

1. неуказанные штамповочные уклоны 7 °.

2. неуказанные радиусы 2,5мм.

3. заусенец не более 1,5мм, кроме оговоренных мест.

4. внешние дефекты допускаются глубиной не более 1,0мм.

5. особые требования - смещение по разъему штампов не более 1,5мм

Технологический анализ материала изделия.

Поворотный кулак изготавливается из легированной конструкционной хромистой среднеуглеродистой стали 40Х.

Таблица 2.1

Химический состав стали 40Х (ГОСТ 4543-89)

где:

С - углерод;

Si - кремний:

Мn - марганец:

Сг - хром.

Таблица 2.2

Физико-механические свойства стали 40Х (ГОСТ 4543-89

Где:

σ_т– предел. текучести;

σ_в – предел. прочности при растяжении;

Ψ - относительное сужение;

а_н - ударная вязкость;

δ₅ - относительное удлинение после разрыва;

НВ - твердость по Бринеллю.

Исходной заготовкой является слиток, который имеет дендритную макроструктуру. Заготовка получается на ГКМ ковкой. Температура начала ковки составляет 1200° С, а конца - 800° С. На ГКМ микроструктура получается более мелкозернистой, оптимальная величина зерна - 7-8 баллов, а качество поверхности - 1-4 класс шероховатости. Максимальные припуски и допуски по ГОСТ 7505-74 и величина припусков на 40-50% больше, чем на молотовых поковках.

На штампуемость оказывают влияние многочисленные факторы: химический состав стали, величина зерна, твердость, механические характеристики, условия деформации и другие. Микроструктура стали также должна удовлетворять определенным требованиям, касающимся: величины, равномерности, равности зерна и вида химического соединения углерода с железом.

При изготовлении поворотного, кулака ковкой обеспечивается волокнистая структура материалов, что обуславливает его полное и высокое сопротивление усталости.

После зачистки облоя поковку подвергают термообработке: нормализации.

Нормализацию применяют для улучшения прочностных свойств в место закалки и отпуска. Она заключается, в нагреве стали до температуры, превышающей точку Ас3 на 40-50°С, в не продолжительной выдержке для прогрева садки завершения фазовых превращений и охлаждения на воздухе. Нормализация вызывает полную фазовую перекристаллизацию стали, и устраняет крупнозернистую структуру, полученную при штамповке.

Ускоренное охлаждение на воздухе приводит к распаду аустенита при более низких температурах, что повышает дисперсность ферритно-цементитной структуры и увеличивает количество перлита или, точнее, сорбита или троостита. Это повышает прочность, и твердость нормализованной среднеуглеродистой стали. Нормализация повышает ее сопротивление хрупкому разрушению, что характеризуется снижением порога хладноломкости и повышением работы развития трещины. Механические свойства несколько ниже, чем при закалке и отпуске, но детали будут подвергнуты меньшей деформации и вероятность появления трещин практически исключается.

Таблица 2.3

Физико-механические свойства стали 40Х после нормализации.

После термической обработки поковку подвергают упрочнению дробью, это поверхностное пластическое деформирование. Целью данной обработки является образование определенной макро- микрогеометрической формы (сглаживание), создание определенного напряженного состояния и упрочнение поверхностным наклепом.