2. Расчет объема (веса) и размеров исходной заготовки

Объем исходной заготовки определяют из условия

где V_n - объем проектируемой поковки (по чертежу, рис.4б);

V_от – объем отходов обрезки прибыльной части слитка (равен 20-39% объема слитка, в том числе в данной части 5-10%);

V_уг - потери от угара при нагревах (принимают практически угар на каждый нагрев 2-3% и на каждый подогрев 1,5-2% для углеродистых и низколегированных сталей от нагреваемого объема); угар высоколегированных сталей в 2-3 раза меньше;

V_вы - объем "выдры", получаемой при образовании сквоз­ных отверстий;

при прошивании отверстия без подкладного кольца принимают V_вы=(0,1÷0,2)Дl , при прошивке на подкладном кольце V_вы=(0,55 ÷ 0,6)Д l;

Д и l – диаметр и длина отверстия в детали;

V_об – отходы на обсечки, принимаемые от 5-8% до 30% в зависимости от качества исходного слитка, способа обсечки, формы заготовки, иногда в отходы обсечки относят и отходы на "выдры";

V_н – отходы за счет объемов введенных в чертеже поковки напусков.

При производстве поковки из исходного сортового прокатав расчете величины V_из не учитывают V_от и V_об; тогда можно определять V_из умножением величины V_н на нормальный коэффициент К_оп, выбираемый по таблице 2.

Таблица 2

Вид поковки	Коп
Поковки, получаемые без обсечки (фланцы, пластины, шестерни)	0,02-1,03
Поковки, получаемые прошивкой с последующей гибкой в приспособлении или осадкой с последующей растяжкой и оправкой кольцом (шестерни, фланцы, муфты)	1,03
Поковки, получаемые свободной ковкой с помощью клиновых прокладок (клинья, шпонки)	1,05-1,09
Поковки с односторонними уступами, получаемые протяжкой (болты, шпонки, валы с уступами)	1,07-1,09
Поковки с двусторонними уступами, производимые протяжкой (валы и валики с двусторонними уступами, тяги)	1,08-1,00
Поковки, получаемые осадкой с последующей промывкой и раскаткой (кольца, втулки, обечайки)	1,1-1,12
Поковки, производимые свободной ковкой с обсечкой краев (кулисы, собачки, державки)	1,09-1,12

Если поковку производят с процессом осадки (диски, поковка шестерен), то берут исходный прокат с соотношением длин (высоты L₀) к поперечному размеру (Д₀) не более 2,5 для предупреждения изгиба при посадке.

Диаметр проката берут с учетом уковки (степени изменения сечения в процессе осадки порядка 1,3-1,5), большую уковку берут для более высоких нагревов металла для ковки.

По величине наибольшего поперечного сечения (диаметра) поковки по ГОСТ 2590-71, ГОСТ 1131-71 и ГОСТ 7417-77 выбирают для исходной заготовки круглый прокат ближайшего большего диаметра; для квадратного и шестигранного проката используют ГОСТ 1133-71, ГОСТ 2879-77, ГОСТ2591-71, ГОСТ 4693-77.

3. Примерная схема последовательности технологических операций производства поковки из проката

Для улучшения механических свойств металла в поковке нужно разрушить, измельчить зерна и их оболочки (в сталях - карбидные). Для этого стали углеродистые, легированные, ферритного и перлитного классов подвергают 2-3 – кратной уковке; стали с более устойчивыми карбидами, ледебуритной оболочкой (аустенитные, мартенситные, высоколегированные, особенно быстрорежущие) приходится подвергать 8-12 – кратным уковкам.

Степень уковки для прокатных исходных заготовок принимают меньше, так как нет необходимости разрушения литой карбидной структуры металла. В качестве примера составим примерную схему последовательности операций производства поковки из сортового проката (поковки шестерни) рисунок 4.

Получение поковок для деталей типа шестерни, дисков с отверстием ведется с применением операций вытяжки, осадки, прошивки.

Последовательность операций получения поковки для детали типа фланца (рис. 4) приведена в табл.3.

Таблица 5

Последовательность технологических операций производства поковки фланца (чертеж по рис. 4)

Объем поковки Vn=040 см3. Объем исходной заготовки из сортового проката Vиз=Коп Vn=1.15·646=743 см3
№	Операция	Эскиз переходов	№	Операция	Эскиз переходов
1	Исходящая заготовка из проката V1=743 см3		5	Подогрев, угар 1% вставить в оправку кольцо Кт ф 90х30 вбить оправку К2 ф 33х110 V5=654 см3
2	Нагрев 1200° угар 2,5%. Осадить до 80 мм и обкатать по диаметру V2=725 см3		6	Через кольцо-оправку К2 осадить до высоты 68 мм V6=654 см3
3	Подогрев угар 1% прошить отверстие ф=30мм на подклад. кольце V3=660 см3		7	На подклад. кольце выбить оправку ф 33 мм
4	Раздать отверстие до d=33 мм и обкатать на оправке до ф 90 мм		8	На подклад. кольце выбить поковку из кольца ф 90 мм

Получили соотношение V_n : V_6n = 646 : 654 = 0,99 (допустимо)

По чертежу поковки (рис. 4), вычисляем объем V_n=646 см³. По табл. 2 выбираем величину К_оп =1,1, тогда объем исходной прокатной заготовки равен V_из = К_оп · V_n = 1,1 · 646 = 743 см³. В детали имеется сквозное отверстие d = 50 мм. При ковке сквозные отверстия получают с применением сплошного прошивания для d ≤ 50 мм и трубчатого прошивания для d до 250 ÷ 900 мм. Размеры прошиваемых отверстий и прошвиней определена для поковок типа дисков, фланцев ГОСТ 7062-77 и равен, примерно, (0,65 ÷ 0,8)d.

Технические условия на про­шивку: равномерный прогрев заготовки по всему объему; осадка до оптимальных размеров заготовки для снижения потерь металла с выдрой: применение смазки – графита, жидкого стекла с водой или графита с коксом. Предварительно прошвинем делают углубление до 30 ÷ 40 мм, вводят в него смазку и производят прошивание отверстия. При расчете пере­ходов операций должно соблюдаться соответствие объемов (веса) с учетом отходов и угаров металла.

Допускается применение исходной заготовки с L₀ : Д₀ ≤ 2,5.

Пооперационный расчет (табл. З) дал соотношение объемов (весов) чертежной и действительной поковок, равное V_n : V_6n = 646 : 654 = 0,99, что приемлемо c учетом допусков размеров поковки.