Заготовка болта

После калибровки металл подвергается вторичному мед  нению. Омеднение производится в  растворе, содержащем 120—150 г/л медного  купороса, 50—60 г/л серной кислоты  и 2—3 г/л столярного клея при температуре  раствора 18—22°С в течение 1—1,5 мин (двукратное погружение). Омеднение считается удовлетворительным, если поверхность металла покрыта сплошной медной пленкой без отслоения, рыхлости и просвечивания основного металла (через пленку).

Омеднение уступает фосфатированию по эффективности снижения коэффициента трения, кроме того, при нанесении медного покрытия трудно контролировать его свойства.

Положительные результаты при штамповке трудно деформируемых сталей дают лаковые  покрытия и обработка в растворе щавелевой кислоты (оксалатирование). Указанные покрытия применяются и при штамповке цветных сплавов. На калиброванный металл перед штамповкой или в процессе штамповки наносится технологическая смазка. В качестве смазки часто используется мыльная эмульсия. Хорошие результаты дает применение раствора сульфида молибдена в машинном масле.

В последние  годы находят применение в процессах  штамповки специальные смазки—укринолы. На московском заводе «Станконормаль»  используется смазочно-охлаждающая жидкость на основе парафина (СОЖ В23 К) и укринол 5/5, позволяющие штамповать металл без фосфатного покрытия.

Для получения  заготовки с требуемыми для штамповки  болтов размерами 5 d необходимо увеличивать  гарантированный зазор, т. е. дополнительно  занижать размеры резьбы.

 

4.2 Выбор  методов обработки поверхностей  детали и определение необходимого количества переходов. Выбор технологического оборудования.

 Стабильность  технологического процесса штамповки  и качество штампуемых болтов  во многом определяются качеством  исходного металла. Холодная штамповка  предъявляет специфические требования к исходному металлу.

Материал, применяемый  для холодной штамповки, должен обладать высокой пластичностью, иметь равномерные  механические свойства и химический состав и не иметь поверхностных  и внутренних дефектов.

Деформируемость металла в холодном состоянии, т. е. его способность претерпевать пластическое формоизменение без разрушения, зависит от многих факторов: качества поверхности заготовки; химического состава; структуры; механических свойств и технологических параметров процесса штамповки.

Дефекты поверхности  металла заготовки являются одной  из основных причин возникновения надрывов и трещин при холодной штамповке. Они могут образовываться на разных стадиях переработки металла, начиная  от разливки стали и кончая калибровкой  перед высадкой.

Дефектами разливки являются: газовые пузыри, расположенные внутри или на поверхности металла, неметаллические включения, пористость и др. Газовые пузыри возникают обычно в кипящей стали, в спокойной образуется неравномерно расположенная пористость. При прокатке дефекты слитков способствуют образованию на поверхности проката трещин, закатов, глубоких рисок, волосовин, которые необходимо удалять перед процессом холодной деформации.

Исследование  влияния глубины и конфигурации поверхностных дефектов на деформируемость углеродистой стали проводят путем осадки образцов с искусственно нанесенной трещиной различной глубины, различным углом и радиусом при вершине. Установлено, что дефекты (волосовины, риски, плены и др.) глубиной 0,05 мм и более при высадке с большими степенями деформации раскрываются, образуя трещины.

Для снижения брака  при холодном прессовании необходимо удалять дефекты с поверхности  обрабатываемого металла. Поэтому  поверхность слитков перед прокаткой  необходимо зачищать. На металлургических заводах зачистку проводят механическим или огневым способом.

При нагреве  слитков перед прокаткой необходимо добиваться наименьшего обезуглероживания. На обезуглероженной поверхности вследствие ее пониженной твердости при прокатке образуются более глубокие риски  и царапины.

Количество  дефектов, образующихся при прокатке, зависит также от степени износа валков. По мере износа на поверхности  ручьев прокатных валков появляются надрывы металла, выступы, углубления и т. д. Эти неровности отпечатываются на горячем металле и закатываются на последующих переходах, что приводит к нарушению сплошности металла.

Поверхностные дефекты могут образоваться при  калибровке металла перед штамповкой. К таким дефектам относятся риски  и царапины, имеющие иногда большую  протяженность по длине. Устранению этих дефектов способствуют: качественное травление (при неудовлетворительном травлении на металле остаются частицы окалины, способствующие образованию рисок и царапин на волочильном инструменте и металле); применение волок с правильной геометрией рабочего канала; применение качественной смазки при калибровке.

Пластичность  стали, во многом определяется ее химическим составом. Так, увеличение содержания углерода в стали снижает ее пластичность и деформируемость, приводит к увеличению прочностных характеристик. Стали с содержанием углерода ^0,25i% необходимо отжигать для увеличения пластичности. Практически стали с содержанием углерода C 0,5% можно штамповать только после предварительного подогрева.

Повышенное  содержание кремния в стали резко  снижает ее пластичность; при деформировании в холодном состоянии вызывает значительный разогрев заготовки, снижает стойкость инструмента, повышает усилия штамповки и приводит к образованию трещин.10702—63. «Сталь для холодной высадки», ГОСТ 1050—74. «Сталь углеродистая качественная конструкционная», ГОСТ 360—71. «Сталь углеродистая обыкновенного качества», ГОСТ 4543—71 «Сталь легированная конструкционная». Сортамент калиброванного металла регламентируют ГОСТ 10702—63, ГОСТ 7417—75. Преимущественное применение для 'штамповки имеет сталь по ГОСТ 10702—63.

Калиброванная сталь для штамповки болтов поставляется в натартованном (наклепанном) состоянии. Наклеп возникает, за счет обжатия при  волочении горячекатаной стали. Твердость нагартованной стали, величины временного сопротивления и относительного сужения не должны превышать норм, установленных соответствующими стандартами.

Поверхность калиброванной  стали должна быть чистой, гладкой, светлой или матовой без трещин, волосовин, закатов, плен, окалины. Допускаются  отдельные мелкие риски механического происхождения в пределах '/4' предельных отклонений на диаметр, а также отдельные вмятины и рябизна в пределах полсуммы допусков.

Макроструктура  не должна иметь усадочной раковины и рыхлости, трещин, пузырей, расслоений, неметаллических включений и флокенов, видимых без применения увеличительных приборов при проверке на изломах или протравленных образцах.

Необходимо  отметить, что показатели, нормируемые  стандартами, и, в частности, ГОСТ 10702—63, не полностью удовлетворяют требованиям к металлу, предназначенному для холодной высадки. Так, величина относительного сужения для ряда сталей нормируется меньшей 50%, испытание на осадку предусмотрено только до Va первоначальной высоты, нет требования обязательной зачистки поверхности и др.

 

5 Проектирование  технологического процесса изготовления  детали (продолжение).

5.1 Анализ  вариантов и выбор оптимального  маршрута обработки детали.

1. Промыть резьбовую  часть болтов, применяя керосин  (бензин или ацетон) и ветошь. Во  впадинах резьбы в процессе эксплуатации могут образовываться плохо растворимые загрязнения, которые следует удалять механическим путем, используя щетки, пластмассовые или деревянные остро заточенные палочки. Если болты покрыты слоем кадмия, поврежденным в процессе эксплуатации, то в условиях ремонтного предприятия его перед контролем целесообразно удалить, иначе на его царапинах и трещинах будет осаждаться порошок, что значительно затруднит расшифровку индикаторных рисунков;

2. Проверить  качество удаления загрязнений осмотром через лупу или микроскоп;

3. Поместить  болт в катушку дефектоскопа  ПМД-70, подключенную к сети напряжением  220 В, 50 Гц;

4. Переключатель  на панели катушки поставить  в положение "Переменный ток";

5. Включить ток  на 0,5 ... 1 с. Включение тока более чем на 1 с не приводит к увеличению намагниченности болта;

6. Размешать  суспензию и погрузить в нее  болт на 5 ... 10с. Болт в суспензии  должен находиться в вертикальном  положении;

7. Ополоснуть  резьбовую часть болта погружением  его в чистый керосин для  частичного удаления порошка, осевшего в местах отсутствия дефектов;

8. Осмотреть  резьбовую часть болта при  хорошем освещении.

 

5.2 Расчет  припусков и межоперационных  размеров заготовки. 

Данный расчет проводим на одну выбранную поверхность. В данном случае на поверхность 2 (Ø ).

Технологический процесс будет состоять из двух операций:

Точение (черновое) – операция 10;

Точение (чистовое) – операция 20;

Составим уравнение  по схеме:

1. 0 =dдет - d20;

2. z20 =d020 - d10;

3. z10 =d10 - dзаг;

Так как величина операционного  припуска равна сумме промежуточных  припусков, то для определения из этих уравнений диаметра заготовки  необходимо составить неравенство  допусков:

1. T(d_дет) ³ Td₂₀ =0,052;

2. wz₂₀ ³ T(d₂₀) + T(d₁₀) = 0,052+0,52= 0,572 мм;

3. wz₁₀³ Т(d₁₀) +Т(d_заг) = 0,52+1,0= 1,52мм;

Допуски на операционные размеры назначаются в соответствии с точностью выбранного метода обработки. Значения выбирались с помощью нормативных  таблиц, стр. 177-179 /2/.

Определяем  припуски для каждой операции по формуле:

Z_min=2×(R_z+h), мм

где R_z – параметр шероховатости, мм;

       h – глубина дефектного слоя, мм.

2 Z_min20=2(0,40+0,40)=0,80 мм

2 Z 20=1,0_-0,52 мм

2 Z_min10=2(1,0+1,0)=2,0 мм

2 Z10=2,0^+1,52

Определяем  операционные размеры:

Так как мы принимаем  размер заготовки по наибольшему  диаметру детали, то тогда d_заг=40_-1,0 мм.

 

6 Проектирование  технологического процесса изготовления  детали (продолжение).

6.1 Разработка  операций технологического процесса.

На данном этапе  необходимо проанализировать чертеж детали, пронумеровать обрабатываемые поверхности  и исходя из требований чертежа, свойств металла, из которого изготовлена деталь, определить поверхности, требующие многократной обработки и поверхности, допускающие окончательную обработку.

При обработке  данной детали используют  следующие  этапы:

1. Черновая обработка;

2. Чистовая обработка;

 

Рисунок 3. Операционный эскиз детали.

 

Для каждой поверхности  определяем метод обработки.

 

Таблица 1.

Методы обработки  поверхностей

№ поверхности	Методы обработки
	Предварительная	Окончательная
1	Черновое точение	сверление
2	Черновое точение	чистовое точение
3	--	Черновое точение
4	Черновое точение	Чистовое точение
5	--	Черновое точение
6	Черновое точение	Чистовое точение
7	--	Черновое точение
8	--	Черновое точение
9	--	Фрезерование
10	Черновое точение	Резьбонарезание

 

Выбор методов обработки был основан на требовании обеспечения заданной на чертеже шероховатости поверхностей.

 

В зависимости  от вида технологических операций весь технологический процесс можно  разделить на несколько этапов обработки, что позволит более рационально использовать оборудование (таблица 1.4).

 

После установления этапов обработки проводят формирование состава операции, т.е. решение вопроса  о числе операций и их содержании. Чертеж заготовки и рабочие эскизы представлены в приложениях.