5.3 Разработка чертежа кованной поковки

Чертеж поковки составляют на основании чертежа детали или чертежа обработанной поковки, поставляемой заказчику. На размеры детали устанавливают припуски на обработку резанием, назначают допуски на ковку и, в случае надобности, напуски на поковку.

Припуском называется слой металла, подлежащий удалению обработкой резанием для получения требуемых размеров по чертежу готовой детали или предварительно обработанной поковки и для получения заданного качества поверхности.

Припуск при ковке обычно назначают по всей поверхности поковки. В слой припуска при обработке резанием должны уйти все дефекты наружного слоя: зажимы, неровности и поверхностные трещины. Чем выше качество поковки, тем меньше можно назначить припуск. Допуском называется допустимое отклонение в размерах поковки, обусловленное невозможностью изготовления ее с абсолютно точными размерами. Допуск равняется разности между наибольшим и наименьшим размерами поковки. Чем выше точность работы, тем меньше допуск.

Напуском называется дополнительный объем металла, добавляемый в поковке для упрощения ее формы. Это дает упрощение процесса ковки.

На рис. 121 показана схема расположения припусков и допусков на поковке.

П ри подсчете объема заготовки необходимо добавить к минимальному размеру поковки некоторую часть допуска, поэтому номинал поковки берется с частью допуска (обычно половина допуска), чтобы расчет вести по номиналу, а допуск ставится в плюс и минус, что и соответствует схеме на рис. 121.

Рис. 121. Схема расположения припусков и допусков

На величину припуска влияют многие факторы, как-то: 1) вид исходного материала (для поковок, изготовленных из слитков, припуск больше, чем для поковок, изготавливаемых из проката); 2) сорт материала (для углеродистые сталей меньше, чем для легированных сталей, так как в углеродистой стали обычно меньше поверхностных пороков); 3) качество поверхности исходного материала (зависит от качества изложниц); 4) характер подготовки исходного материала к ковке (при предварительной обдирке слитка припуск может быть меньше); 5) размеры поковки по поперечному сечению и длине (чем больше размеры, тем больше припуск); 6) форма поперечного сечения поковки (для квадратной меньше, чем для круглой и шестигранной, так как можно отковать более гладко); 7) конфигурация поковки (чем сложнее поковка, тем больше припуск); 8) качество применяемого инструмента (вырезные бойки для круглого сечения дают более гладкую поверхность); 9) состояние оборудования; 10) квалификация кузнеца.

На допуски влияют те же факторы, что и на припуски за исключением первых четырех. Существуют таблицы припусков и допусков, которые практически составляют для основных средних случаев. Припуски и допуски в них установлены в зависимости от формы и размеров поковки. Поковки делятся на группы, а в каждой группе припуски и допуски даются в зависимости от размеров. Иногда учитывают: поковки из слитков или из проката. Учитывают также вид оборудования для ковки: молоты или прессы.

Припуски на обработку и допуски на ковку из углеродистой и легированной стали, а также условия образования уступов, выемок, фланцев, буртов регламентированы ГОСТ 7829—70 для поковок, изготовляемых под молотами.

Для определенных групп поковок в ГОСТе даны таблицы припусков и допусков. Примеры назначения припусков и допусков по соответствующей таблице ГОСТа на детали круглого и прямоугольного поперечного сечения типа валов и брусков показаны на рис. 122.

Припуски и допуски на поковки массой до 100 т, изготовляемые ковкой на прессах, определяют по ГОСТ 7062—90*.

П римеры назначения припусков и допусков по ГОСТу на детали круглого и прямоугольного сечений типа валов и брусков показаны на рис. 123.

Рис. 122. Примеры назначения припусков и допусков на молотовые поковки по ГОСТ 7829-70

В ГОСТ 7829—70 и 7062—90* имеются таблицы для различных форм поковок. В частности, по таблице припусков и предельных отклонений на поковки гладких валов различных сечений припуски и допуски определяются в зависимости от длины детали и соответствующего поперечного размера, т.е. диаметра или стороны квадрата или прямоугольника.

При конструировании поковок большое значение имеет получение такой формы поковок, при которой значительно упрощается технология ковки. Получение рациональной формы поковки связано с правильным назначением напусков. Особенно большое практическое значение имеют напуски при конструировании валов с уступами и выемками (рис. 124). Уступом называется всякий участок поковки, имеющий больший диаметр, чем хотя бы один из прилегающих участков, а выемкой называется участок поковки, диаметр которого меньше обоих прилегающих участков.

Рис. 123. Примеры назначения припусков и допусков на прессовые поковки по ГОСТ 7062-90*:

а — вал (II группа точности); 6 — брусок (П группа точности)

Напуски регламентируются упомянутыми ГОСТами, в которых есть таблицы на наименьшие размеры выемки, выступа, бурта и фланца. Образование уступов практически возможно при ковке только при определенной разнице диаметров и при достаточной длине.

Уступы и выемки не обжимают, если разность их диаметров и диаметров прилегающих участков меньше определенной величины и если у них малая длина, хотя разность диаметров достаточная. Промежуточные уступы обжимают при меньшей разности их диаметров и диаметров прилегающих участков, а также при меньшей их длине по сравнению с выемками и концевыми уступами.

Для буртов при их малой длине дают напуск по длине; для концевых фланцев этот напуск больше.

С напуском отковывают также детали с отверстием. Если диаметр отверстия меньше 2/3 толщины фланца Л, то его не прошивают (напуск в отверстии) (рис. 125, а). Напуски часто делают в изделиях типа вилок (рис. 125, б).

Для изготовления образцов, для испытания механических свойств на поковках иногда назначают дополнительный напуск, обычно на концевой участок длиной 200 мм.

Д ля поковок с отверстиями необходимо спроектировать напуск-перемычку под прошивку. Диаметр перемычки выбирают равным диаметру отверстия в поковке.

Рис. 124. Схема нанесения напусков на поковку типа вала:

1 — на уступ; 2 — на выемку; 3 — на фланец; 4 — на бурт; 5 — припуск; б — контур детали

Рис. 125. Напуски на поковках кольца (а) и вилки (б)

Толщину перемычки при прошивке сплошным прошивнем с кантовкой выбирают равной (0,20…0,25)Н_заг, а при прошивке с подкладным кольцом (0,7…0,75) Н_заг. При прошивке пустотелым прошивнем форма перемычки получается в виде грибка и ее размеры даны выше при описании операции прошивки.

Таким образом, по чертежу изделия проставляются припуски, проверяется возможность ковки без напусков и в результате получается чертеж поковки.

Поковка вычерчивается нормальными сплошными линиями по номинальным размерам, а внутри контура поковки — тонкими сплошными линиями контуры готовой детали. Проставляются номинальные размеры для поковки, но в скобках, ниже размера поковки, проставляются размеры готовой детали. Стрелки выводятся на контур поковки. Между тонкими сплошными линиями размеры ставят тогда, когда в поковке есть напуск.

Верхнее (положительное) и нижнее (отрицательное) отклонения указывают справа от номинального размера поковки.

При простановке размеров всегда необходимо проставлять общую длину поковки и на поковке оставлять участок с не проставленной длиной, получаемой как разность между проставленными размерами. Этим участком выбирают участок, отковываемый в последнюю очередь. Размеры нужно ставить от одной или ограниченного числа баз, следует избегать цепочки размеров. Для поковок типа валов с уступами за базу размеров принимают торец участка с наибольшим диаметром.

В процессе разработки чертежа определяют и другие размеры, в частности, необходимые для определения объема, но на чертеже поковки проставляют только размеры, требуемые для ее изготовления.

В конце разработки чертежа поковки назначают технические условия (ТУ) на поковку. Для поковок общего назначения диаметром (толщиной) до 800 мм ТУ назначают по ГОСТ 8479—70, в котором Регламентируется качество поковок (механические свойства).