2 Этап. Определение объема и массы поковки.
Для подсчета объема поковки разбиваем ее на 4 части :
где: V1 – объем цилиндра длиной l1 = 33,2 см и D1 = 16,6 см;
V2 – объем цилиндра длиной l2 = 27,75 см и D2 = 13,6 см;
V3 – объем цилиндра длиной l3 = 7,86 см и D3 = 5,7 см;
V4 – объем цилиндра длиной l4 = 4,0 см и D4 = 7 см;
Объем всей поковки:
Масса поковки:
3 Этап. Определение объема и массы исходной заготовки.
Масса исходной заготовки определяем по формуле:
где: Gзаг – масса заготовки; Gпок – масса поковки; Gобс – вес обсечек (потери металла при обрубке концов вала поковки); Gуг – вес потерь метала на угар при его нагреве.
Если ковать вал из заготовки, отрубаемой от проката на одну поковку, то отходы появятся с обоих концов. Если ковать вал от куска проката, с последующей обрубкой его, то отход на обработку поковки будет с одного конца.
Вес обсечек Gобс составляет 7% от веса поковки; угар металла Gуг составляет 2…3% от веса поковки. Для приблизительного расчета веса исходной заготовки суммарные потери металла учитывают расходным коэффициентом kр1 (табл. 2), тогда необходимое количество металла:
Таблица 2
Расходные коэффициенты kр при изготовлении поковок
Категория поковок |
Способ изготовления поковок |
kр |
1 |
Без обрезки (фланцы глухие, круглые, овальные, пластины, кубики) |
1,02…1,08 |
2 |
Протяжкой с последующей гибкой в специальных приспособлениях (скобы, вилки) |
1,03 |
3 |
Осадкой, с последующей разгонкой полотна или осадкой кольцом (шестеренки, фланцы, муфты, крышки) |
1,03 |
4 |
С помощью клиновых накладок (клинья, шпонки) |
1,05…1,09 |
5 |
Протяжкой, длинноосные одинакового сечения по длине (валы, бруски, планки, стержни) |
1,06…1,08 |
6 |
Протяжкой с односторонними уступами (двухступенчатые валы, валы с фланцами, болты) |
1,07…1,09 |
7 |
Протяжкой с двухсторонними уступами (многоступенчатые валы, прямоугольные бруски с уступами |
1,08…1,1 |
8 |
Осадкой с последующей прошивкой, раскаткой, протяжкой на оправке (кольца, втулки, обечайки) |
1,10…1,12 |
9 |
С обрезкой краев (секторы, державки, кулисы, собачки) |
1,09…1,12 |
Размеры заготовки подсчитываются в зависимости от того, какая основная операция положена в основу изготовления поковки – вытяжка (протяжка) или осадка с учетом степени уковки у:
при вытяжке у = 1,1…1,3
при осадке у = 2,5…3,5
Длина исходной заготовки, мм:
Vзаг = kрVпок
Причём, что ковка проводится с одного нагрева, поэтому потери от угара составят не более 2% объёма заготовки.
Исходный объем заготовки с учетом расходного коэффициента (табл.2):
Vзаг = kрVпок = 1,08 11565,117 = 12490,326 см3.
Вес исходной заготовки будет равен:
Gзаг =Vзаг = 12490,326 7,85 = 98049,06 г 98,05 кг.
Наибольший диаметр поковки 166 мм, тогда площадь максимального сечения поковки должна быть
Fпок max= Dо2/4 = 216,315 см2,
отсюда площадь поперечного сечения заготовки с учетом уковки равна:
Fзаг = Fпок max у = 216,315 1,3 = 281,209 см2.
Расчетному сечению соответствует профиль круглого сечения:
см = 189,3 мм.