Министерство образования Российской Федерации
Магнитогорский Государственный Технический Университет
им. Г. И. Носова
Кафедра технологий сертификации и сервиса автомобилей
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
Тема: « Разработка технологического процесса изготовлениякорпуса масляного фильтра для автомобилей ВАЗ 2101-2106 »
Выполнилстудент гр. ТСА 01
МакаричевА. А.
ПроверилКуцепендик В. И.
Магнитогорск
2003
Содержание
Стр.
Введение …………………………………………………………….. 3
1. Описаниедетали …………………………………………………. 4
2. Технологияизготовления детали ……………………………….. 6
2.1. Производство чугуна ……………………………………….. 6
2. 1. 1. Железные и марганцевые руды ……………………… 6
2. 1. 2. Топливо и флюсы ……………………………………... 6
2. 1. 3. Работа доменной печи ………………………………... 7
2. 1. 4. Продукты доменного производства …………………. 8
2.2. Производство стали ……………………………………….... 9
2. 2. 1. Мартеновское производство ………………………..... 9
2.3. Разливка стали ………………………………………………. 11
2.4. Процесс прокатки ………………………………………….... 13
2. 4. 1. Производство листовой стали ………………………... 13
2.5. Листовая штамповка ………………………………………... 15
2. 5. 1. Выбор материала …………………………………….... 15
2. 5. 2. Резка и раскрой материала …………………………… 16
2. 5. 3. Определение размеров заготовки …………………..... 16
2. 5. 4. Вытяжка ……………………………………………….. 18
2. 5. 5. Вытяжка с утонением ……………………………….... 19
2. 5. 6. Смазка при вытяжке ………………………………….. 22
2. 5. 7. Формовка …………………………………………….... 22
Заключение ………………………………………………………….. 23
Списоклитературы …………………………………………………. 24
Введение
Металлы ― наиболее распространённые и широкоиспользуемые материалы в производстве и в быту человека. Особенно великозначение металлов в наше время, когда большое их количество используют вмашиностроительной промышленности, на транспорте, а также в других отраслях народногохозяйства.
Производство и обработкаметаллов возникли очень давно и достигли современного технического уровняразвития в результат использования практического опыта и достижений наукимногих поколений человеческого общества.
Сейчас в автомобильном производстве,практически все детали производятся из стали, и это не удивительно, потому чтометалл обладает высокой твёрдостью и стойкостью к разрушению (коррозии и т.п.).
В курсовом проектеставится задача разработки технологического процесса изготовления корпусамасляного фильтра для автомобилей ВАЗ 2101-2106. Технология производствакорпуса масляного фильтра сводится к написанию всего технологического процесса,начиная от выплавки стали и заканчивая готовой деталью, что и будетрассмотрено.
Схема технологиипроизводства корпуса масляного фильтра для автомобилей ВАЗ 2101-2106, покоторой мы и будем двигаться, представлена ниже:
/>/>
1. Описание детали
Смазочная системапредназначена для подачи предварительно очищенного масла ко всем трущимсяповерхностям деталей при работе двигателя. Смазка уменьшает трение и тем самымуменьшает износ деталей, она охлаждает трущиеся поверхности, смывает нагар иметаллическую пыль и защищает детали от коррозии. Её основными узлами идеталями является масляный насос с приемным сетчатым фильтром, клапаны,масляные фильтры и радиатор, соединительные каналы и трубки, манометр илиуказатель, контролирующий давление масла в магистрали, маслоналивная горловина,масляный поддон и детали вентиляции картера.
Система смазкисовременного автомобильного двигателя комбинированная, т. е. к наиболеенагруженным деталям подводится масло под давлением, а остальные деталисмазываются разбрызгиванием или самотёком.
Смазочные материалыдолжны отвечать следующим требованиям: обладать достаточной вязкостью, но невызывающей слишком больших потерь мощности; обеспечивать высокую прочностьмасляной плёнки, исключающую контакт металлических поверхностей; обеспечиватьнадёжную защиту деталей от коррозии; обладать способностью сохранять своисвойства в различных условиях применения. Масла не должны разлагаться ивызывать выпадения осадков и отложений.
Смазка автомобилязаключается в постоянном контроле за качеством смазочного материала и егоколичеством во всех трущихся парах, в пополнении до установленной нормы и всвоевременной смене отработавшего смазочного материала.
Все работы по смазкепроизводятся во время технического обслуживания автомобиля.
В процессе работыдвигателя автомобиля масло засоряется металлическими частичками, образующимисяпри износе деталей, частицами нагара, смолой и другими механическими примесями.Для очистки масла от этих примесей служат фильтры грубой и тонкой очистки илиспециальные центробежные фильтры (центрифуги).
Фильтр грубой очисткимасла очищает масло только от сравнительно крупных частиц, размером не менее0,08 миллиметра. Более мелкие механические примеси свободно проходят черезнего. Этот фильтр оказывает небольшое сопротивление прохождению масла. Во всехдвигателях он включается в систему смазки двигателя последовательно, обычномежду масляным насосом и главной магистралью так, что через него проходит всёмасло, поступающее от насоса в систему.
Фильтр тонкой очисткимасла очищает масло от мельчайших примесей и смол. Щели для прохода масла в немочень малы, в силу чего он оказывает большое сопротивление прохождению масла.Чтобы пропустить через него всё масло, потребовалось бы слишком большоедавление. Фильтры тонкой очистки обычно включают в систему параллельноосновному пути движения масла, поэтому через него проходит только часть (10 %)масла, поступающего из фильтра грубой очистки. Очищенное в фильтре тонкойочистки масло отводится в масляный картер двигателя.
Основной частью всякогофильтра является фильтрующий элемент. В качестве фильтрующего элемента дляфильтров грубой очистки применяются металлические пластинки, через зазоры междукоторыми продавливается масло, для фильтров тонкой очистки ― фетровые, войлочные, бумажные иликартонные диски, хлопчатобумажная пряжа, отбеливающие глины, прессованная массаи т. д.
Масло охлаждается придвижении автомобиля благодаря обдуву воздухом картера двигателя, а также припрохождении через трубчатый масляный радиатор, расположенный перед радиаторомсистемы охлаждения двигателя.
2. Технология изготовления детали
2. 1. Производство чугуна
Для производства обычногодоменного чугуна используют шихту, состоящую из железных и марганцевых руд,флюсов, флюсованного агломерата, окатышей и топлива. От качества подготовкисырых материалов ― добавления, сортировки, обогащения, окускования― зависит в конечном счёте качество выплавленного чугуна.
2. 1. 1. Железные и марганцевые руды
Железные руды состоят изрудного минерала, пустой породы и примесей. В доменных печах железо практическиполностью (98 ― 99 %) переходит в состав чугуна. Пустая порода в печиплавится и переходит в состав шлака.
Для выплавки чугунаприменяют красный, бурый, магнитный и шпатовый железняки, а также комплексныежелезные руды.
Железные руды обычносодержат незначительное количество марганца, поэтому при выплавке чугуна вшихту приходится добавлять руду. В доменном производстве применяют марганцевыеруды с содержанием 25 ― 40 % Mn. Пустая порода этих руд обычно глинистый песок. Поэтому марганцевые рудынепрочны: при добыче и перевозке образуется много мелочи и пыли.
Для выплавки чугунаприменяют твёрдое топливо. Более 98 % чугуна выплавляют на коксе и 1 ― 2% на древесном угле.
2. 1. 2. Топливо и флюсы
Топливо играет важнуюроли в доменном производстве. Его горение создаёт высокие температуры,необходимые для восстановления руды, плавления и перегрева образующихся чугунаи шлака.
Флюсы применяют дляполучения шлаков нужной основности, так как в пустой породе руды и топливеобычно преобладает кремнезем. В качестве флюсов используют известняк ― CaCO3 и реже доломитизированный известняк(mCaCO3 · nMgCO3, где m>n). Количество флюсов рассчитывают исходя изхимического состава пустой породы руды, золы и с учётом требований,предъявляемых к физико-химическим свойствам шлака.
2. 1. 3. Работа доменной печи
Со склада шихтовыхматериалов шихта поступает в вагон-весах 1 (рис. 1) к скиповой яме. Скип3 загружают шихтой из загрузочной воронки 2. После этого скиплебёдкой поднимают по рельсам наклонного подъёмника печи на колошник. Шихтапопадает сначала в приёмную воронку 4 с малым конусом 4а, затем взагрузочную воронку 5 с большим конусом 5а и далее в рабочеепространство печи.
/>
Рис.1. Схема работы доменного цеха
После загрузки очереднойпорции шихты приёмная воронка с малым конусом поворачивается на 60˚, что позволяетравномерно распределить шихту 7 на поверхности большого конуса передопусканием её в печь. Маневрирование большим и малыми конусами в загрузочномаппарате доменной печи производится независимо друг от друга.
Для достижения высокихтемператур и форсирования плавки шихты в печь подают горячий воздух 6(дутьё). Холодный воздух из воздуходувки пропускают через нагретую до 1000― 1200˚С насадку воздухонагревателя 12. В результате воздухнагревается до 780 ― 950˚С. Пока один воздухонагреватель 12 отдаёттепло кладки холодному воздуху (и в результате остывает), второйвоздухонагреватель 13 нагревается до температуры 1200˚С, т. е.регенерирует тепло выделяющееся при сжигании доменного газа, предварительноочищённого то пыли в газоочистителе 14; продукты горения удаляются вдымовую трубу 15. После остывания насадки воздухонагревателя 12 идостаточного нагрева насадки воздухонагревателя 13 производят перекидкуклапанов; холодный воздух направляется в воздухонагреватель 13, авоздухонагреватель 12 нагревается. Обычно воздухонагреватель работает нанагрев дутья около 1ч и на разогрев огнеупорной насадки около 2 ч. Поэтому длябесперебойного обслуживания печи необходимо иметь три воздухонагревателя. Черезшлаковую летку 10 удаляется шлак, а через летку 11 ― чугун.
2. 1. 4. Продукты доменногопроизводства
Современная доменная печьпоглощает большое количество шихтовых материалов и воздуха. Так, дляпроизводства каждых 100 т передельного чугуна необходимо в среднем подать впечь 190 т железной руды (включая агломерат), 95 т кокса, 50 т известняка иоколо 350 т воздуха. В результате кроме 100 т чугуна получается около 80 тшлака и 500 т доменного газа.
В доменных печахвыплавляют:
1. Передельный чугун (80 ― 90 % всего производства чугуна);
2. Литейный чугун (8 ― 17 %);
3. Специальные чугуны,или доменные ферросплавы (2 ― 3 %).
Состав шлака зависит отсостава шихты и марки чугуна.
После доменной печи,чугун попадает в сталеплавильный цех.
2. 2. Производство стали
В настоящее время стальпроизводят в трёх типах плавильных агрегатов ― конверторах, мартеновских иэлектрических печах.
В качестве металлическихшихтовых материалов используют: жидкий чугун и стальной лом (в конверторах);жидкий и твёрдый чугун со стальным ломом в мартеновских и электрических печах ииногда один стальной лом (в электрических печах). Кроме того, в состав шихтывходят известь и другие шлакообразующие вещества, раскислители, железная руда илегирующие добавки.
Для изготовления нашейдетали, используется сталь, выплавленная в мартеновской печи.
2. 2. 1. Мартеновское производствостали
Газ и воздух по каналам 1и 2 подводят к газовому клапану 10, а затем смесь по каналу 5поступает в регенератор 6. Вентилятором 3 по каналу 4воздух подводится к воздушному клапану 9, от которого по каналу 8поступает в регенератор 7. Насадка регенераторов, нагревается до 1500 ― 1550˚С, отдаёт тепло проходящимчерез них газу и воздуху. Нагреваясь в регенераторах до 1200˚С, газ ивоздух по вертикальным каналам поступают в головки печи для образования газовоздушнойсмеси, которая и сгорает в рабочем пространстве. Продукты горения из рабочегопространства печи через правые головки направляются в регенераторы 16 ипо каналам 15 и 11 поступают в трубу 12.
Когда огнеупорная насадкав регенераторах 6 и 7 начнёт остывать, направление движения газаи воздуха изменится. Клапаны 9 и 10 закрываются, а левые клапаны 14и 13 открываются. При этом насадка регенераторов 16 будет нагретадо 1200 ― 1300˚С теплом отходящихпродуктов горения. После перекидки клапанов продукты горения пойдут черезнасадку регенераторов 6 и 7.
/>
Рис.2. Схема устройства и работа мартеновской печи ёмкостью 500 т
Большинство мартеновскихпечей работает на смеси природного газа и мазута.
Шихтовые материалы(скрап, чугун, флюсы) загружают в печь через завалочные окна 17.Разогрев шихты, сплавление и нагрев металла и шлака происходит при контактеплавящихся материалов с факелом горящих газов. Готовую сталь выпускают черезотверстие, расположенное в самой низкой части подины печи. На время плавки этоотверстие забивают огнеупорной глиной.
После того, как выплавилисталь, её разливают в изложницы.
2. 3. Разливка стали
По степени раскислениясталь разделяют на спокойную, кипящую и полуспокойную. При полном раскисленииполучается спокойная сталь (весь кислород находится в связанном состоянии), апри неполном раскислении ― кипящая сталь. При разливке кипящей стали выделяется окисьуглерода (сталь кипит в изложнице). Полуспокойная сталь занимает промежуточноеположение между кипящей и спокойной сталями.
Готовую сталь выпускаютиз печи в подогретый сталеразливочный ковш (рис. 3). Стальной кожух 1ковша имеет две цапфы 2, при Рис. 3. Ковш для разливки стали
помощи которых ковш захватываетсякрюком мостового крана. Внутри ковш имеет огнеупорную футеровку 4 изшамотного кирпича. В дно ковша встроен стакан 3 с отверстием для выпускаметалла. Отверстие в стакане закрывается огнеупорной пробкой, укреплённой нажелезном стержне 8 стопора 9. Подъём и опускание стопорапроизводится вручную при помощи рычага 7 и связанных с ним устройств 5и 6.
Из ковша сталь разливаютпо чугунным изложницам для получения слитков.
В зависимости от видаполученных слитков изложницы могут иметь квадратное, круглое, прямоугольное илидругое сечение. Высота изложниц должна быть в пять-шесть раз больше ихпоперечного размера.
В сталеплавильных цехахотливают слитки массой от 100 кг до 100 т. Наиболее широко используют слиткимассой 5 ― 8 т, направляемые в прокатные цехи.
Применяют три способаразливки стали в изложницы: сверху (обычно при отливке крупных слитков),сифоном (при отливке мелких и средних слитков) и непрерывную разливку.
При затвердении стали визложнице происходит усадка металла. В первую очередь затвердевают слоиметалла, прилегающие к стенкам изложницы. Внутренняя часть слитка некотороевремя после заполнения остаётся жидкой. Там, где металл дольше находится вжидком состоянии, образуется усадочная раковина.
Сталь разлита в слитки иих необходимо прокатать в листы, чтобы в дальнейшем получить заготовки длявытяжки.
2. 4. Процесс прокатки
Прокатка металлаосуществляется при прохождении его между валками, вращающимися в разныхнаправлениях. При прокатке металл обжимается, в результате чего толщина полосыуменьшается, а её длина и ширина увеличиваются.
Прокат можно разделить начетыре основные группы: 1) сортовая сталь, 2) листовая сталь, 3) специальныевиды проката, 4) трубы.
Основные технологическиеоперации прокатного производства следующие: подготовка исходного материала,нагрев, прокатка и отделка.
При подготовке исходногометалла к прокатке с него удаляют различные поверхностные дефекты, чтоувеличивает выход готового проката.
При прокатке контролируютначальную и конечную температуры, заданный режим обжатия.
Готовый прокат подвергаютконечному технологическому контролю.
2. 4. 1. Производство листовой стали
На листовых станахпрокатывают толстолистовую и тонколистовую сталь.
Толстолистовую стальпрокатывают из слябов толщиной 100 ― 250 мм, шириной 600 ― 1600 мм, длиной 1000 ― 2000 мм и массой до 2,2 т.
Прокатку толстых листовпроводят в две стадии: 1) раскатка сляба в поперечном направлении до получениянеобходимой ширины. Для этого сляб после одного или двух проходов поворачиваютв горизонтальной плоскости на 90˚ и прокатывают поперёк его длины; 2)прокатка по длине сляба после достижения им необходимой ширины и поворотапрокатываемой полосы на 90˚.
Для получения необходимойширины сляб, кроме того, прокатывают обычно с подачей под углом к оси валков.
Тонколистовую стальполучают путём горячей и холодной прокатки.
Горячую прокаткуосуществляют на полунепрерывных и непрерывных станах. На этих станах из слябовпрокатывают листы шириной 600 ― 2200 мм и более, толщиной 1,25 ― 4 мм. Для окончательной отделкигорячекатаной листовой стали непрерывные станы имеют нормализационную печь,травильную установку, сушильную машину, дрессировочные станы, правильные машиныи ножницы. Готовый прокат поставляют в виде листов и рулонов.
Холодную прокатку тонкихлистов осуществляют в листах и рулонах. Способ в листах сохранился на старыхзаводах. Рулонный способ получил сейчас широкое применение.
После горячей прокаткирулоны листовой стали поступают в травильное отделение. После травления исоответствующей подготовки рулоны поступают на станы холодной прокатки.Прокатка ведётся со смазкой и с охлаждением валков. В процессе холоднойпрокатки происходит наклёп металла, затрудняющий дальнейшее обжатие и утонениелистов. Для снятия наклёпа применяют промежуточные отжиги листов в колпаковыхпечах с защитной атмосферой или нормализационных печах. После отжига листынаправляют для дальнейшей прокатки или на дрессировку (холодная прокатка собжатием 0,5 ― 1,5 % за один проход).
Расход металла напроизводство листовой стали зависит от назначения и толщины листа. Онсоставляет 1,24 ― 1,6 т стали в слитках на 1т листов.
Жесть в зависимости отназначения и для предохранения от коррозии подвергают лужению, цинкованию,лакировке и т. п.
2. 5. Листовая штамповка
Листовая штамповкаметалла в холодном состоянии ― один из распространённых способов получения деталейсложной конфигурации с тонкими стенками. Изделия получают с очень малымидопусками при высоком качестве поверхности. В большинстве случаевхолодноштампованные изделия применяют для сборки машин без механическойобработки.
Все холодноштамповачныеработы могут быть разбиты на следующие основные группы: разъединительные,формообразующие, прессовочные, комбинированные и штампо-сборочные операции.
Холодную штамповкулистового материала производят за одну или несколько последовательных операций(разделительные и операции изменения формы).
К разделительнымоперациям относят резку, вырубку по контуру и другие, при которых часть металлаотделяется от заготовки.
К операции измененияформы относят гибку, вытяжку и др.
При холодной штамповкеисходным материалом являются заготовки толщиной от нескольких сотых долеёмиллиметра до 5 ― 6 мм в виде ленты, полос и листов из цветных металлов исплавов, малоглеродистой и легированной стали и др. Заготовки толщиной более 5 ―6 мм штампуют обычно вгорячем состоянии.
Резку листового металлапроизводят ножницами или на прессах при помощи отрезных штампов.
2. 5. 1. Выбор материала
При выборе материала дляизготовления какого-либо штампованного изделия необходимо учитывать следующее:
1) механическую прочность, твёрдость,ударную вязкость;
2) сопротивляемость коррозии;
3) теплопроводность и теплостойкость;
4) электро- и магнитопроводность;
5) вес;
6) износоустойчивость и долговечность.
Технологические свойстваметалла, в свою очередь, зависят от механических свойств, химического состава,структуры и величины зерна, направления волокон при прокатке, термообработки,степени деформации.
Для изготовления корпусамасляного фильтра используется сталь 08Юпс (спокойная сталь, раскисленная алюминием),так как именно она никак лучше подходит для изготовления такой формы детали.
2. 5. 2. Резка и раскрой материала
После того, как прокаталилисты, на них надо расположить вырубаемые детали, так чтобы максимальносэкономить материал.
В штамповочномпроизводстве экономия материала во многом определяется раскроем ― целесообразным расположением деталейна заготовке. Особо важное значение экономии металла объясняется тем, чтостоимость материала составляет 60 ― 80 % от общей стоимости изделия, в товремя как стоимость заработной платы обычно составляет 5 ― 15 %. Если учесть,что в среднем отходы при листовой штамповке составляют 30 ― 40 %, токаждый процент уменьшения отходов даёт возможность уменьшить себестоимостьдеталей на 0,4 ― 0,5 %.
Вырубку круглых деталейможно производить в один, два и несколько рядов при параллельном и шахматномрасположении их. При шахматном раскрое экономия увеличивается за счёт сближениярядов.
2. 5. 3. Определение размеровзаготовки при вытяжке
Для определения размеровзаготовки при вытяжке исходят из основного законна обработки давлением: вес (G) и объём (V) материала до вытяжки ―заготовки должен быть равен весу (G′) и объёму (V′) материала после вытяжки ―готового изделия.
Для определения размеровплоской заготовки при вытяжке полых тел существует пять методов:
Аналитические методы: метод равенства поверхностей; методравенства объёмов; метод равенства весов.
Графические методы: графо-аналитический метод;графический метод.
Для определения размеровзаготовки будущего корпуса масляного фильтра для автомобилей ВАЗ 2101-2106, необходимоиспользовать метод равенства объёмов, так как толщина боковых стенок отличаетсяот толщины дна и исходной заготовки (т. к. s'≠ sиF’ ≠ F).
/>
Рис.4. Схема разбивки цилиндрического изделия на элементы при расчёте размеровзаготовки: а ― изделие; б ― заготовка; в ―элементы изделия
При вытяжке пологоцилиндра, у которого дно и боковые стенки имеют различную толщину и условно сопряженыпод прямым углом (рис. 4, при s’s), исходя из условия равенстваобъёмов V’ = V, имеем
/>,
откуда
/>.
/>
Итак, диаметр заготовкибудет равен 241,7 мм.
2. 5. 4. Вытяжка
Вытяжкой называетсяпроцесс превращения плоской лил полой заготовки в открытое сверху полоеизделие, осуществляемый при помощи вытяжных штампов (рис. 5, а).
/>
Рис.5. Штамп для вытяжки листового металла
Радиус закруглениярабочей грани матрицы 3 обеспечивает плавность превращения круглойлистовой заготовки в колпачок. При вытяжке изделий пуансоном 1 плоскаячасть заготовки (фланец) может свёртываться с образованием складок. Дляпредотвращения этого явления применяют прижимы 2.
При вытяжки за одинпроход можно получить колпачок диаметром в 1,8 ― 2 раза меньше диаметра исходнойзаготовки. При большей деформации усилие вытяжки возрастает настолько, чтометалл разрушается (отрывается дно колпачка). Дальнейшее уменьшение диаметраколпачка достигается последующими вытяжками (рис. 5, б).
При холодной листовойштамповке толщина обрабатываемого металла практически остаётся почтинеизменной. Исключение составляют вытяжки с большими степенями деформации. Вэтом случае толщина колпачка около дна уменьшается примерно на 20 ― 30 % толщины заготовки. Зазор междупуансоном и матрицей должен быть равен величине, большей на 10 % толщинызаготовки. При штамповке с утонением стенок зазор между пуансоном и матрицейменьше толщины листа.
Для холодной листовойштамповки применяют кривошипные прессы, гидравлические прессы, пневматическиепрессы, а также пресс-автоматы.
2. 5. 5. Вытяжка с утонением(протяжка)
Вытяжку с утонениемприменяют при изготовлении цилиндрических деталей глубиной до 10 диаметров.Этот способ позволяет получить детали, имеющие относительно точные размеры ивысокие прочностные свойства. Возможность формоизменения за одну операциюограничены разрушением стенки по выходе из матрицы, требуемой точностьюполуфабрикатов, работоспособностью смазочного покрытия, тепловыделением вочаге деформации и другими факторами.
Формоизменениезаготовки
При вытяжке с утонением вматрицу диаметром Dn+1 устанавливают полую заготовку диаметром Dn. Пуансон диаметром dn+1 входит в заготовку толщиной sn с небольшим зазором и в процессевыполнения операции проталкивает её через одну или несколько (от двух до пяти)матриц, расположенных одна под другой соосно с пуансоном. Диаметрыпоследовательно уменьшающихся рабочих частей матриц меньше наружного диаметразаготовки. Соответственно уменьшающийся зазор между пуансоном и матрицей меньшетолщины sn стенки заготовки. Следовательно, привытяжке уменьшается как диаметр, так и толщина стенки и одновременноувеличивается длина вытягиваемой детали. Вытянутая таким образом деталь плотноприлегает к поверхности пуансона. При обратном ходе пуансона деталь упирается ввыходной скат матрицы или съёмник и снимается с пуансона.
Как видно из рис. 6,элементарные силы трения в очаге деформации между пуансоном μпσпи матрицей μмσм имеют различныенаправления. Поскольку заготовка смещается относительно матрицы в направлениидвижения пуансона,
/>
Рис.6. Схема напряжений, действующих в очаг деформации
силы трения, действующие на наружнойповерхности заготовки, имеют направление, обратное движению пуансона. Удлинениезаготовки при утонении приводит к тому, что в очаге деформации она скользитвверх по пуансону, а силы трения на внутренней поверхности заготовки действуютв направлении движения пуансона.
Силы трения на наружнойповерхности заготовки способствуют увеличению растягивающих напряжений σx, действующих в стенках протянутойчасти заготовки, а силы трения на внутренней поверхности заготовки как быразгружают опасное сечение уменьшая растягивающие напряжения в стенкахпротянутой части заготовки. Эта особенность вытяжки с утонением и являетсяосновной причиной сравнительно больших допустимых деформаций и значительногоприращения относительной высоты заготовки за один переход.
Заготовки для вытяжкис утонением
Заготовки для вытяжкимогут быть (рис. 7) получены комбинированной вытяжкой (рис. 7, 1),обратным и прямым выдавливанием (рис. 7, 2), прямым выдавливанием (рис.7, 3), реже горячей штамповкой с последующей механической обработкой(рис. 7, 4).
/> /> /> />
Рис.7. Типы заготовок
На заготовках недопускаются дефекты, не поддающиеся исправлению, ― грубые забоины, надрывы,запрессовка, расслоение металла, плены и др.
Форма деталей привытяжке с утонением
Наиболее часто вытяжку сутонением используют для получения деталей (полуфабрикатов) 1 (рис. 8),имеющих наружную поверхность цилиндрическую, а внутреннюю ― коническую.Возможно получение деталей
/> /> /> /> />
Рис.8. Типы деталей, полученные вытяжкой с утонением:
1― напровал; 2 ― с остановом; 3 ― ступенчатымпуансоном; 4 ― с остановом и последующей калибровкой; 5 ―ступенчатым пуансоном с последующей раздачей
с наружным 2 и внутренним 3уступами. Детали 4 и 5 получают из деталей 2 и 3соответственно с использованием в первом случае обжима, а во втором ―раздачи. Дно детали получается выпуклым.
Конусность пуансонадолжна быть в пределах 0,0005 ― 0,1. Обратная конусность не допускается,за исключением случаев, когда необходимо получить небольшое утолщение стенкидетали на малой длине.
Форма рабочегоинструмента
Инструмент для вытяжки сутонением стенки для специализированных прессов обычно включает в себя пуансон,матрицы (от одной до пяти) и съёмник. Пуансон крепят к ползуну пресса, матрицызакрепляют на столе пресса. Способ крепления должен обеспечивать возможностьбыстрой смены инструмента.
Поскольку пресс вытяжки сутонением стенки требует относительно большого хода ползуна, направляющиеустройства (обычно направляющая втулка) применяют только при жёстких требованиях по размерности, косине кромки и кривизне оси.
2. 5. 6. Смазка при вытяжке
Для уменьшения трениямежду заготовкой и рабочей поверхностью вытяжного штампа, а также дляоблегчения съёма или выталкивания изделия из штампа применяется смазказаготовки и инструмента.
При выборе состава смазкиследует исходить из того, чтобы смазка хорошо удерживалась на поверхностиметалла при вытяжке, она не должна вызывать коррозии металла и штампа, должнасостоять из недефицитных и недорогих материалов и не должна оказывать вредноговлияния на здоровье рабочих.
В штамповочномпроизводстве применяются большое количество разнообразных смазок: мыльная вода,машинное масло, сурепное масло, вазелин, сало, тальк, а также их смеси вразличных пропорциях.
С целью использованияполезных сил трения, возникающих между вытяжным пуансоном и материалом,рекомендуется смазывать заготовку только со стороны, прилегающей к матрице.
Удаление смазки споверхности отштампованных изделий производится горячим обезжириванием илиэлектролитическим обезжириванием в щелочном растворе.
2. 5. 7. Формовка
Формовкой называетсяштамповочная операция, при которой происходит изменение формы предварительновытянутого изделия с целью получения окончательного профиля или более точныхразмеров изделия.
Формовка можетпроизводиться на кривошипных прессах простого и двойного действия, а также нагидравлических прессах.
Заключение
В курсовом проектеставилась задача разработки технологического процесса изготовления корпусамасляного фильтра для автомобилей ВАЗ 2101-2106, которая успешно реализована, исостоит из производства чугуна в доменной печи, производства стали вмартеновской печи, разливки стали, прокатки, листовой штамповки, вытяжки сутонением стенки.
Список литературы
1. Морозов Н. Д., и др. Устройство иремонт автомобилей. М.: Высшая школа. 1972. с. 304.
2. Полухин П. И., и др. Технологияметаллов и сварка. М.: Высшая школа. 1977. с. 464.
3. Зубцов М. Е. Листовая штамповка. Ленинград:Машиностроение. 1967. с. 504.
4. Аверкиев Ю. А., Аверкиев А. Ю., и др.Ковка и штамповка. Справочник. М.: Машиностроение. 1987. с. 544.
5. Романовский В. П. Справочник похолодной штамповке. Ленинград: Машиностроение. 1979. с. 520.