Курсовая с практикой на тему Автоматизация проектирования технологического процесса производства детали «Корпус наружной опоры двигателя» (газотурбинного двигателя)

Содержание:

ВВЕДЕНИЕ.. 1

1.
ОБОСНОВАНИЕ РАЦИОНАЛЬНОГО СПОСОБА ГОРЯЧЕЙ ОБЪЕМНОЙ ШТАМПОВКИ.. 4

1.1
Конструктивно-технологический анализ детали «опора двигателя». 4

1.2 Характеристика материала детали.. 5

1.3
Выбор рационального способа штамповки поковки детали «опора двигателя». 6

1.4
Предлагаемая технология штамповки.. 6

2.
КОНСТРУИРОВАНИЕ ПОКОВКИ ДЕТАЛИ «ОПОРА ДВИГАТЕЛЯ». 7

2.1
Исходные данные для конструирования поковки.. 7

2.3
Конструирование поковки.. 9

2.4
Назначение припусков, допусков и напусков. Чертеж поковки.. 9

2.5
Определение объема и массы детали.. 11

2.6
Определение массы поковки.. 12

2.7
Оформление чертежа поковки.. 12

3.
РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ШТАМПОВКИ.. 13

3.1
Определение размеров исходной заготовки.. 13

3.2
Разделение мерных заготовок из исходного материала. 15

3.3
Определение коэффициента раскроя и коэффициента использования металла. 18

3.4
Выбор операций и переходов штамповки.. 19

3.5 Температурный
режим штамповки. Выбор способа нагрева заготовок, определение характеристик и
типа нагревательного устройства. 20

3.6 Определение
необходимого штамповочного усилия. Выбор пресса. 22

3.7
Смазка полости штампа. 23

3.8
Определение усилия обрезки облоя и пробивки перемычки. Выбор оборудования для вырубки.. 25

3.9
Термическая обработка поковок.. 26

3.10
Очистка поковок от окалины.. 27

3.11
Схема технологическая процесса. 27

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.. 29

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ
СПИСОК.. 30

Введение:

Современное
кузнечно-штамповочное производство, при неизменности фундаментальных принципов,
лежащих в основе пластического формообразования металла, является передовой и
наукоемкой отраслью знаний. В соответствии с требованиями, предъявляемыми
научно-техническим прогрессом с одной стороны и обостряющейся борьбой за
экономические рынки с другой – отрасль диктует новые, более высокие стандарты
качества производимых изделий одновременно с уменьшением прямых и косвенных
издержек.

Получение заготовок
ответственных деталей методами горячей обработки давлением зачастую является
единственным возможным способом придания высоких эксплуатационных характеристик
изделиям в следствие перенаправления волокон металла и преобразования литой
дендритной структуры в кованную. Также немаловажным является фактор экономии
металла по сравнению с обработкой резанием. Современное
производство невозможно представить без высокой степени механизации,
автоматизации и внедрения в него средств вычислительной техники. В рамках
мировой тенденции к реализации концепции «Индустрия 4.0», ключевая роль
отводится сетевым коммуникациям с акцентом на управление процессом в режиме
реального времени и максимальной информатизации параметров процесса. Для
исследования и разработки технологических процессов это означает неминуемый
переход на новые стандарты проектирования: в том числе переход от
многофакторных модельных экспериментов к математическому моделированию. Попытки
применения аналитических моделей для задач обработки металлов давлением в
первой трети ХХ века столкнулись с высокой сложностью математического аппарата
получаемых решений. Лишь только развитие методов численного интегрирования и
дифференцирования вместе с развитием средств вычислительной техники позволило
получить программные пакеты, позволяющие в современном виде производить расчеты
и моделирование методом конечных элементов, не обладая узкоспециализированными
знаниями в области высшей математики. Для
проектирования оптимального технологического процесса, соответствующего
современным требованиям, инженеру — технологу кузнечно-штамповочного
производства недостаточно иметь отчетливого представление о природе
фундаментальных процессов, происходящих в деформируемом металле, знать основные
подходы, принципы и приемы создания условий для деформирования – в этом случае
задачи проектирования для него будут сводиться к подгонке своего
технологического решения под удачную «канву» из накопленного опыта решений
прошлых лет.

В рамках быстро
изменяющейся ситуации на рынках сбыта и обостренной конкурентной борьбы
предприятия, на первый план выходят умения к быстрому прототипированию и
масштабированию техпроцессов и производств, что невозможно сделать
классическими методами без широкого применения математического моделирования. В
данной работе рассматривается проектирование технологического процесса
производства поковки опоры двигателя из стали 20Х методом горячей объемной
штамповки.

Заключение:

В
данной работе был спроектирован технологический процесс штамповки на КГШП
поковки типа шестерни  из легированной
стали 20Х. Из справочника была выбрана температура начала деформирования. Затем,
руководствуясь методикой, заложенной в ГОСТ 7505-89 «Поковки стальные штампованные.
Допуски, припуски и кузнечные напуски», были назначены припуски на механическую
обработку, назначены штамповочные углы, радиусы закруглений и.т.д. Были
рассчитаны энергосиловые параметры процесса, выбран КГШП 16 МН, и кривошипный
обрезной пресс силой 0.63 МН для обрезки облоя, спроектированы штампы для
формообразующих операций и для обрезки облоя. Для
процесса была выбрана бездымная и экологичная технологическая водографитовая
смазка ГФП. На
основании расчетов были получены эскизы переходов и была построена геометрия
деформирующего инструмента. Правильность полученных технических решений
проверялась путем моделирования в пакете DEFORM 2D, DEFORM 3D. На
основании результатов моделирования было выяснено, что происходит качественное
и полное заполнение гравюры деформирующего инструмента и что процесс происходит
устойчиво. Отмечена роль облойной канавки при образовании подпора для
формирования сложнозаполнимых полостей гравюры, оценено влияние картины
напряженно-деформированного состояния на течение металла.

Фрагмент текста работы:

1. ОБОСНОВАНИЕ РАЦИОНАЛЬНОГО СПОСОБА ГОРЯЧЕЙ ОБЪЕМНОЙ
ШТАМПОВКИ 1.1 Конструктивно-технологический анализ детали «опора
двигателя» В
качестве проектируемого техпроцесса рассматривается производство штамповки
детали «шестерня» из стали 20Х при помощи метода горячей объемной штамповки на гидравлическом
прессе. Чертеж детали представлен на Рис. 1.1. Рисунок 1.1 — Чертеж детали

Готовая
опора двигателя представляет собой изделие типа тела вращения, в составе
которого можно выделить участок с массивным цилиндрическим поясом с наружным
диаметром 220 мм и внутренним диаметром 180 мм с высотой стенки 35 мм. В
середине толщины пояса выполнены 12 сквозных равноудаленных оп окружности отверстий
диаметром 12 мм.

К
поясу примыкает поверхность вращения в виде тора, рассеченного по середины
высоты. Толщина стенки данного элемента составляет 10 мм. На равном удалении в
тангенциальном направлении расположены 12 ребер жесткости толщиной 10 мм,
выполняющих также функцию теплоотвода.

Судя по наличию сквозного отверстия и утолщения, подразумевается,
что в этой зоне деталь будет выполнять функцию подушки подшипниковой опоры, что
выдвигает высокие требования к прочности в радиальном и тангенциальном направлениях.