Главная страница
Содержание
 
 

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
ДОНСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра «Машины и технология обработки металлов давлением»

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА,
вопросы для самоподготовки и задания к курсовому проекту по
дисциплине «Технология ковки и объёмной штамповки»

Методические указания

г. Ростов – на – Дону
2007

Составитель: кандидат технических наук, доцент Шипулин А.И.

УДК 621.735.002.(7)
Рабочая программы, вопросы для самоподготовки и задания к курсовому проекту по дисциплине «Технология ковки и объёмной штамповки»: Метод. указ. / ДГТУ Ростов-на-Дону, 2007 г. с.

Методические указания предназначены для студентов заочной формы обучения по специальности 150201 «Машины и технология обработки металлов давлением», изучающих дисциплину «Технология ковки и объёмной штамповки».

Печатается по решению методической комиссии факультета «Технология машиностроения»

Научный редактор д.т.н., профессор Мороз Б.С.

Рецензент к.т.н., доцент Церна И.А.

Издательский центр ДГТУ, 2007

1.ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Дисциплина «Технология ковки и объёмной штамповки» является одной из основных, определяющих профиль дипломированного специалиста по специальности 150201 – «Машины и технология обработки металлов давлением».

Целью дисциплины является приобретение студентами теоретических и практических знаний в области ковки и горячей объёмной штамповки. В задачи дисциплины входит изучение: принципиальных основ технологий ковки и горячей объёмной штамповки, разработки технологических процессов и проектирования рабочего инструмента (штампов) на различные виды кузнечно-штамповочного оборудования, практическим приемам проведения кузнечно-штамповочных операций.

Рабочая программа составлена на основе требований Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования и логически увязана с ранее изучаемыми дисциплинами «Технология конструкционных материалов», «Материаловедение», «Нагрев и нагревательные устройства».

В начале изучения дисциплины студент должен ознакомиться с рабочей программой, после чего приступить к изучению материала, используя рекомендуемую литературу. Кроме того, необходимо ознакомиться с разработкой технологических процессов ковки и штамповки, с работой кузнечного оборудования по месту работы или на ближайшем предприятии. В процессе изучения дисциплины студент должен выполнить курсовой проект.

В период сессии для студентов заочной формы обучения организуется цикл занятий (обзорные лекции, практические занятия и лабораторные работы). Завершается изучение дисциплины экзаменом.

2. РАБОЧАЯ ПРОГРАММА И ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

2.1. Введение

Кузнечно-штамповочное производство и его роль в развитии машиностроения. Перспективы и основные направления развития кузнечно-штамповочного производства.

Эффективность получения заготовок ковкой и объёмной штамповкой. Основные понятия: технологический маршрут; процесс; операция; технологический переход. Принципы изготовления поковок ковкой и объёмной штамповкой. Структура себестоимости поковки и способы воздействия на изменение её составляющих.

Литература

1.Охрименко Я.М. Технология кузнечно-штамповочного производства. М. Машиностроение. 1976.

2.2. Материалы, обрабатываемые ковкой и горячей объёмной штамповкой

Общие сведения об обрабатываемых металлах и сплавах. Виды исходных заготовок. Кузнечные слитки. Стальной прокат. Подготовка исходной заготовки к ковке и объёмной штамповке.

Основные способы разделки исходного материала на мерные заготовки. Их сущность и факторы, учитываемые при выборе способа разделки.

Вопросы к самоподготовке

  1. Общие сведения об обрабатываемых металлах и сплавах. Влияние химического состава, механических свойств и условий деформирования на способность деформироваться без разрушения.
  2. Виды исходных заготовок. Кузнечные слитки (типы, форма, параметры, масса, область применения). Подготовка слитка к ковке.
  3. Стальной прокат применяемый при ковке и штамповке. Дефекты проката и их удаление.
  4. Периодический и профильный прокат. Назначение и область применения.
  5. Разделка прутков на мерные заготовки. Основные способы. Анодно-механическая резка (схема процесса, область применения).
  6. Сущность процесса резки сдвигом на пресс-ножницах и в штампах на кривошипных прессах. Классификация схем отрезки.
  7. Требования, предъявляемые к заготовкам. Дефекты резки и способы их устранения.
  8. Холодная ломка. Сущность процесса и область применения. Резка заготовок на металлорежущих станках. Газопламенная резка.

Литература

  1. Охрименко Я.М. Технология кузнечно-штамповочного производства. М. Машиностроение. 1976.
  2. Ковка и штамповка: справочник. Том 1. / Под ред. Семенова Е.И. – М.: Машиностроение. 1986.

2.3. Термомеханический режим ковки и штамповки.

Факторы, предопределяющие термомеханический режим горячей обработки. Температурный интервал ковки и штамповки. Способы установления его. Факторы, влияющие на температурный и скоростной режим штамповки. Способы нагрева заготовок под ковку и штамповку.

Влияние технологических параметров обработки на свойство и качество поковок.

Вопросы к самоподготовке

  1. Факторы, предопределяющие пластические свойства металла при горячей обработке.
  2. Температурный интервал ковки и штамповки. Выбор верхнего и нижнего предела температурного интервала для заготовок из углеродистой стали.
  3. Степень деформации и величины её характеризующие. Влияние общей степени деформации укова горячей обработки давлением на микроструктуру, прочностные и пластические характеристики металла.
  4. Скорость деформации и величины её характеризующие. Влияние скорости деформации на сопротивление деформированию и технологическую пластичность.
  5. Режим нагрева слитков и заготовок. Определение времени нагрева. Основные способы нагрева.
  6. Анизотропия механических свойств поковок, причины её появления и способы её уменьшения.

Литература

  1. Охрименко Я.М. Технология кузнечно-штамповочного производства. М. Машиностроение. 1976.
  2. Ковка и штамповка: справочник. Том 1. / Под ред. Семенова Е.И. – М.: Машиностроение. 1986.

2.4. Технология ковки

Ковка, назначение и область применения. Оборудование, инструмент и приспособления, используемые при ковке. Основные и вспомогательные операции ковки. Ковка на молотах и гидравлических ковочных прессах. Последовательность разработки технологического процесса ковки. Составление чертежа поковки. Расчёт основных параметров технологического процесса: вида и размера заготовки; количества, последовательности основных кузнечных операций; количества нагревов заготовки; усилия деформирования и выбор оборудования; состав бригады. Ковка в подкладных и секционных штампах.

Особенности ковки специальных сталей и цветных металлов и сплавов.

Вопросы к самоподготовке

  1. Сущность процесса ковки. Область применения ковки, используемое оборудование, инструмент и заготовки. Преимущества и недостатки ковки.
  2. Основные операции при ковке. Биллитеровка (сущность, назначение , достоинства и недостатки).
  3. Осадка. Назначение и область применения. Учет бочкообразности при осадке. Определение усилия осадки. Разновидности осадки.
  4. Вытяжка. Назначение и способы выполнения. Особенности формоизменения, правила вытяжки. Разновидности вытяжки. Вспомогательные и отделочные операции при вытяжке. Выбор оборудования. Инструмент.
  5. Открытая прошивка. Назначение и способы выполнения. Изменение формы и размеров заготовки при прошивке. Инструмент.
  6. Сущность операций: гибки, закручивания, рубки и кузнечной сварки. Оборудование и инструмент.
  7. Разработка чертежа поковки (последовательность). Припуски, напуски, допуски – как необходимые элементы поковки.
  8. Разработка технологического процесса ковки (последовательность). Определение вида, размеров и массы заготовки.
  9. Выбор кузнечных операций; определение технологического усилия и выбор оборудования. Состав бригады и расчет нормы времени на ковку.
  10. Средства механизации, применяемые при свободной ковке.
  11. Ковка в подкладных и секционных штампах.
  12. Особенности ковки специальных сталей и цветных металлов и сплавов.

Литература

  1. Охрименко Я.М. Технология кузнечно-штамповочного производства. М. Машиностроение. 1976.
  2. Ковка и штамповка: справочник. Том 1. / Под ред. Семенова Е.И. – М.: Машиностроение. 1986.

2.5. Технология горячей объёмной штамповки объёмной штамповки.

Сущность процесса горячей объёмной штамповки. Назначение и область применения. Разновидности горячей объёмной штамповки. Назначение и область применения. Разновидности горячей объёмной штамповки. Штамповка на молотах. Особенности течения металла при штамповке на молоте. Ручьи молотовых штампов и их назначение. Классификация поковок, штампуемых на молотах. Назначение облоя. Типы облойных канавок и их выбор. Определение объёма заусенца.

Принципы и последовательность разработки технологического процесса штамповки на молотах. Составление чертежа молотовой поковки. Расчет основных параметров: исходной заготовки; переходов штамповки; ручьёв штампа; массы падающих частей молота; молотового штампа.

Штамповка на прессах. Типы прессов, применяемых для горячей объёмной штамповки. Область применения штамповки на прессах. Штамповка на КГШП и её особенности. Классификация поковок, штампуемых на КГШП. Разработка технологического процесса: выбор переходов штамповки для поковок с удлиненной осью, круглых и близких к ним в плане; конструирование штампа. Комбинирование кузнечных машин при штамповке на КГШП.

Штамповка на гидравлических прессах. Типовые поковки и способы их получения. Особенности разработки технологического процесса.

Штамповка на фрикционных прессах.

Штамповка на ГКМ. Конструктивные и эксплуатационные особенности ГКМ и их влияние на технологический процесс штамповки. Классификация поковок, штампуемых на ГКМ. Правила высадки на ГКМ. Ручьи, применяемые на ГКМ и их назначение. Последовательность и особенности разработки технологического процесса. Расчет ручьев и конструирование штампа в целом. Особенности выбора ГКМ.

Штамповка в закрытых штампах. Сущность процесса. Область применения. Преимущества и недостатки закрытой штамповки. Требования, предъявляемые к заготовкам. Методы компенсации колебания объёма заготовки при закрытой штамповке. Разновидности закрытой штамповки осаживанием по конструкции штампов.

Штамповка выдавливанием. Сущность процесса. Классификация поковок, штампуемых выдавливанием. Выбор переходов штамповки выдавливанием.

Вопросы к самоподготовке

  1. Сущность процесса горячей объёмной штамповки. Назначение и область применения.
  2. Разновидности горячей объёмной штамповки. Преимущества и недостатки горячей штамповки.
  3. Штамповка на молотах. Особенности течения металла при штамповке на молоте. Ручьи молотовых штампов.
  4. Принципы и последовательность разработки технологического процесса штамповки на молотах. Разработка чертежа молотовой поковки.
  5. Классификация поковок, штампуемых на молотах. Назначение облоя и типы, применяемых облойных канавок.
  6. Выбор типа облойной канавки и определение объёма облоя.
  7. Построение эпюры сечений и диаметров расчетной заготовке для молотовых поковок 1-й группы. Приведение сложной расчетной заготовки к ряду элементарных расчетных заготовок.
  8. Выбор переходов при штамповке молотовых поковок 1-й группы.
  9. Определение размеров заготовки для молотовых поковок 1-й группы. Пределы применения различных заготовок.
  10. Определение размеров заготовки для молотовых поковок 2-й группы и выбор переходов штамповки.
  11. Конструирование ручьёв молотового штампа.
  12. Определение технологического усилия и выбор штамповочного молота.
  13. Конструирование молотового штампа (расположение ручьев, уравновешивание сдвигающих усилий, толщина стенок штампа и выбор штампового кубика).
  14. Штамповка КГШП и её особенности. Область применения. Преимущества и недостатки штамповки на КГШП.
  15. Классификация поковок, штампуемых на КГШП. Разработка технологического процесса.
  16. Выбор переходов штамповки на КГШП. Особенности расположения поковок.
  17. Расчет технологического усилия и выбор КГШП. Комбинирование кузнечных машин при штамповке на КГШП.
  18. Конструирование и расчет штампов на КГШП.
  19. Штамповка на гидравлических штамповочных прессах
  20. Штамповка на фрикционных прессах.
  21. Сущность процесса штамповки на ГКМ. Область применения. Преимущества и недостатки.
  22. Классификация поковок штампуемых на ГКМ.
  23. Основные правила высадки утолщения на ГКМ.
  24. Ручьи применяемые на ГКМ и их назначение.
  25. Последовательность и особенности разработки технологического процесса штамповки на ГКМ.
  26. Определение диаметра исходной заготовки и длины высаживаемой части.
  27. Расчет наборного перехода при штамповке на ГКМ.
  28. Высадка поковок 1-й группы (поковок типа стержня с утолщением).
  29. Особенности высадки поковок 2-й группы (поковок типа колец и втулок).
  30. Высадка поковок сложной конфигурации и поковок из труб.
  31. Конструирование ручьев и штампа в целом на ГКМ.
  32. Определение технологического усилия и особенности выбора ГКМ.
  33. Сущность процесса закрытой штамповки. Область применения. Преимущества и недостатки.
  34. Разновидности закрытой штамповки (по характеру заполнения полости ручья, оборудованию).
  35. Требования, предъявляемые к заготовкам и методы компенсации колебаний объёма заготовки при закрытой штамповке.
  36. Штамповка выдавливанием. Сущность процесса. Разновидность процесса выдавливания.
  37. Классификация поковок штампуемых выдавливанием. Выбор переходов штамповки.
  38. Определение технологического усилия закрытой штамповки и выбор оборудования.
  39. Конструирование штампов закрытой штамповки.

Литература

  1. Охрименко Я.М. Технология кузнечно-штамповочного производства. М. Машиностроение. 1976.
  2. Ковка и штамповка: справочник. Том 2. / Под ред. Семенова Е.И. – М.: Машиностроение. 1986.
  3. Журавлев А.З. Основы теории штамповки в закрытых штампах. М.: Машиностроение. 1973.
  4. Эдуардов М.С. Штамповка в закрытых штампах. Л.: Машиностроение. 1971.
  5. Соколов Л.Д. Горячая штамповка выдавливанием стальных деталей. М.: Машиностроение. 1967.

2.4. Штамповка на специализированных машинах, автоматах и линиях

Основные сведения об особенностях разработки технологических процессов штамповки на горизонтально-гибочных машинах, ковочных вальных, горячештамповочных автоматах.

Применение прокатки в машиностроении для изготовления полуфабрикатов и поковок. Раскатка колец и накатка зубьев шестерён, шлицев.

Радиальное обжатие. Сущность процесса. Оборудование. Инструмент

Комплексные механизированные и автоматизированные линии по изготовлению поковок.

Вопросы к самоподготовке

  1. Штамповка на горизонтально-гибочных машинах (сущность процесса, штампуемые изделия, выбор переходов, оборудования, инструмент).
  2. Сущность процесса вальцовки. Область применения. Разновидности вальцовки.
  3. Разработка технологического процесса вальцовки. Проектирование оснастки (штампа).
  4. Применение прокатки в машиностроении для изготовления полуфабрикатов и поковок.
  5. Раскатка поковок. Накатка зубьев (сущность процессов, оборудование, технология, инструмент).
  6. Радиальное обжатие. Сущность процесса. Оборудование. Инструмент.
  7. Применение механизированных и автоматизированных линий для изготовления поковок.

Литература

  1. Охрименко Я.М. Технология кузнечно-штамповочного производства. М. Машиностроение. 1976.
  2. Ковка и штамповка: справочник. Том 2. / Под ред. Семенова Е.И. – М.: Машиностроение. 1986.
  3. Атрошенко А.П. Технология горячей вальцовки. Л.: Машиностроение, 1969.
  4. Радюченко Ю.С. Рациональное обжатие. М.: Машиностроение, 1972.
  5. Трофимов И.Д., Бухер Н.М. Автомашины и автоматические линии для горячей объёмной штамповки. М.: Машиностроение, 1981.

2.7 Особенности ковки и штамповки цветных металлов, высоколегированных сталей и специальных сплавов

Особенности конструирования поковок из цветных металлов и сплавов, высоколегированных сталей и специальных сплавов. Разработка технологических процессов. Оборудование, инструмент.

Вопросы к самоподготовке

  1. Особенности разработки чертежа поковки и технологического процесса ковки и штамповки цветных металлов и сплавов.
  2. Существующие способы обработки заготовок из высоколегированных сталей и специальных сплавов, и их сущность.

Литература

  1. Охрименко Я.М. Технология кузнечно-штамповочного производства. М. Машиностроение. 1976.
  2. Сторожев М.В., Середин П.И., Кирсанова С.Б. Технология ковки и горячей штамповки цветных металлов и сплавов. М. Высшая школа, 1967.
  3. Атрошенко А.П. Федоров В.И. Горячая штамповка труднодеформируемых материалов. Л.: Машиностроение, 1979.

2.8. Завершающие и отделочные операции. Технический контроль поковок

Обрезка облоя и прошивка отверстий. Схема процесса. Определение усилия и выбор обрезного пресса. Расчет и конструирование штампов.

Термическая обработка поковок. Очистка поковок от окалины. Правка поковок. Калибровка поковок после штамповки.

Дефекты поковок. Способы их обнаружения и устранения. Усовершенствование технологии – эффективный способ устранения брака.

Вопросы к самоподготовке

  1. Обрезка облоя и прошивка отверстий после штамповки. Общие сведения. Выбор оборудования.
  2. Классификация штампов для обрезки облоя и прошивки отверстия. Расчет и конструирование штампов.
  3. Термическая обработка поковок. Очистка поковок от окалины.
  4. Правка штампованных поковок.
  5. Калибровка штампованных поковок.
  6. Дефекты поковок, способы их обнаружения и устранения.
  7. Усовершенствование технологии – эффективный способ устранения брака.

Литература

  1. Охрименко Я.М. Технология кузнечно-штамповочного производства. М. Машиностроение. 1976.

3. Задание к контрольной работе

В процессе изучения дисциплины «Технология ковки и объемной штамповки» студент должен выполнить контрольную работу. Контрольная работа состоит из одного теоретического вопроса, который выбирается из второго раздела данного методического указания, и разработки технологического процесса изготовления поковок по предлагаемым эскизам деталей. Эскиз детали выдается преподавателем. Номера вопросов и эскизов для каждого варианта указаны в таблице.

Варианты заданий (вариант выбирается по последней цифре шифра)

Указания к выполнению контрольной работы.

При разработке технологического процесса ковки необходимо:

  1. Выбрать вариант технологического процесса ( необходимое ковочное оборудование)
  2. Разработать чертеж поковки (выбрав по ГОСТ припуски на механическую обработку, допуски на размеры поковки и, где необходимо, напуски для упрощения формы поковки) и определить объем и массу поковки.
  3. Выбрать вид исходного материала (слиток или прокат) и определить объем, массу и размеры заготовки с учетом всех отходов.
  4. Установить температурный режим ковки.
  5. Выбрать основные кузнечные операции, установить их количество и последовательность. Определить размеры заготовки после каждой операции и составить эскиз перехода.
  6. Определить необходимое технологическое усилие и подобрать необходимое оборудование по мощности.
  7. Установить состав бригады рабочих и составить схему организации рабочего места.

Литература необходимая для выполнения контрольной работы:

  1. Ковка и штамповка. Справочник. Под ред. Е.И.Семенова Том 1. М.: Машиностроение 1986.

4. Задание на курсовой проект

Для закрепления и углубления знаний по дисциплине «Технология ковки и объёмной штамповки» студент должен выполнить курсовой проект.

Задание на курсовой проект состоит из чертежа готовой (после механической обработки) детали с техническими условиями и сведения о годовой программе производства данной поковки. Задание выдается руководителем проекта или студент подбирает чертёж детали по месту работы и согласовывает с руководителем проекта.

Курсовой проект состоит из двух частей: пояснительной записки объёмом 20-30 страниц, написанных от руки на формате А4 (210х297 мм), графической части 3-х листов, выполненных в карандаше на стандартном формате А1 в соответствии с ГОСТ2.301-68. Курсовой проект следует выполнять в соответствии с методическими указаниями, разработанными на кафедре.

Литература необходимая для выполнения курсового проекта

  1. Шипулин А.И. Методические указания к выполнению курсового проекта по дисциплине «Технология ковки и объёмной штамповки»./ ДГТУ. Ростов-н/д, 1998
  2. Ковка и штамповка. Справочник. Под ред. Е.И.Семенова Том 1. М.: Машиностроение 1986.
  3. Ковка и штамповка. Справочник Под ред. Е.И.Семенова Том 2. М.: Машиностроение 1986.