Лабораторная работа № 6
РАЗРАБОТКА ЧЕРТЕЖА ЗАГОТОВКИ, ПОЛУЧАЕМОЙ ИЗ
МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПОРОШКОВ МЕТОДОМ ГОРЯЧЕЙ ШТАМПОВКИ.
Цель работы
Ознакомиться с правилами конструирования порошковых заготовок, получаемых горячей штамповкой и холодноформованных заготовок; методами расчета их размеров и приобрести навыки в разработке чертежей порошковых заготовок.
Порядок выполнения работы
1. Изучить особенности метода получения заготовок из металлических порошков горячей штамповкой.
2. Изучить методику расчета размеров холодноформованных и горячештампованных заготовок.
3. Разработать чертеж горячештампованной заготовки для заданной
детали.
4. Составить отчет по лабораторной работе.
Сущность процесса и область применения горячей
штамповки порошковых заготовок
Горячая штамповка пористых порошковых заготовок сочетает в себе преимущества порошковой металлургии (высокая точность размеров, уменьшение обработки резанием или ее полное отсутствие) и горячей штамповки (высокие механические свойства материалов). Этот метод применяется, в основном, для получения деталей типа втулок, звездочек, заглушек, дисков, колпачков и т.д. и обеспечивает получение практически беспористых материалов. Масса деталей не превышает 2 кг, площадь поперечного сечения 0,5–60 см2, высота 2–60 мм. Точность размеров в пределах 8–9 квалитета, шероховатость поверхностей Ra = 2,5–1,25 мкм.
Технологический процесс горячей штамповки включает получение холодноформованной заготовки с остаточной пористостью 15–30 %, нагрев ее в защитной среде и последующей горячей штамповки. При изготовлении деталей горячей штамповкой направление прессования должно совпадать с их центральной осью (кроме случаев использования радиального формования). Схема формования выбирается в зависимости от отношения длины детали hk к диаметру d.
Для получения деталей определенной конфигурации следует выбирать заготовку и схему формования, обеспечивающие требуемое их качество, отсутствие трещин, задиров, неполного заполнения полости штампа, неравномерности по объему. При этом должны быть обеспечены минимальные энергетические затраты, простота конструкции штампов, их высокая стойкость.
Детали, получаемые горячей штамповкой, в зависимости от их конфигурации делятся на пять групп:
1 группа – детали простой формы с отношением hk / d ≤ 2,0. Конфигурация заготовок максимально приближена к конфигурации готовой детали. Формование осуществляется за счет осадки (одностороннее прессование).
2 группа – детали более сложной конфигурации с отношением hk / d ≤ 1,0. Уплотнение осуществляется осадкой с незначительным радиальным течением. Предусматривается формообразование некоторых элементов детали, отсутствующих у заготовки. Прессование двухстороннее, холодноформованная заготовка имеет более простую форму, чем горячештампованная.
3 группа – детали высокой степени сложности, характеризующиеся несколькими переходами по высоте (типа “стакан” с глухим дном или сквозным отверстием). Особенностью этой схемы формования является уплотнение отдельных элементов заготовки пецииальными пуансонами. Процесс уплотнения осуществляется осадкой. Конструкция штампа должна обеспечивать одновременное уплотнение всех элементов.
4 группа – детали сложной формы с высокой степенью симметрии (конические шестерни). Их формование осуществляется интенсивным поперечным течением металла заготовки в процессе ее осадки. Холодноформованная заготовка имеет более простую форму, чем горячештампованная.
5 группа – детали с отношением hk / d ≤ 0,6. Осадка заготовки осуществляется пуансоном, не входящим в полость матрицы, с высотой, равной высоте готовой горячештампованной заготовки. Рекомендуется двустороннее прессование (при hk / d ≤ 0,2 – одностороннее). Этот способ формования рекомендуется для деталей сложной конфигурации по периметру.