7.5. Заготовки и их расчёт

Основным исходным положением при расчете плоской за­готовки является равенство объемов детали с учетом припусков и заготовки, т. е.

(94)

где — объем материала заготовки;

— объем материала детали;

— объем материала припусков.

Зная размеры детали по чертежу и намечая схему формоиз­менения, можно определить необходимые размеры заготовки, если использовать формулу (94).

Рассмотрим особенности проектирования заготовок для ко­нусных деталей, имеющих угол раствора менее 30°. Анализом, проведенным в § 4, установлено, что невозможно раскатать из плоской заготовки деталь с углом раствора конуса менее 30°. Вторым ограничением является допустимый пре­дел формоизменения. При условиях, превышающих допустимые пределы, рас­катку ведут в два или несколько переходов.

В ряде случаев, если необходимо получить ко­нусные детали с углом раствора меньше 30°, применяют чашеобразные заготовки. Такая заго­товка (рис. 128) допускает уменьшение пре­дельного угла.

Чашеобразная заго­товка может быть литой, кованой, обработан- ной на металлорежущем станке или полученной методом обкатки из плоской заготовки. В этом случае ча­шеобразная заготовка яв­ляется как бы первым переходом операции обкатки, выполняемой в два перехода. Возможна обкатка и с большим числом переходов.

Рис. 128. Чашеобразная заготовка

Рис. 129. Схема обкатки в два перехода

В случае многопереходной обкатки (рис. 129) соотношение толщин можно выразить формулой:

откуда Если обозначить через абсолютное утонение, то

откуда

где выражено в процентах.

Подставим значения , выраженные через толщину заготовки,

После преобразования

(96)

По формуле (96) можно рассчитать предельный угол чаше­образной заготовки.

Пример. Деталь в форме конуса должна иметь угол раство­ра 10°. Определить угол наклона стенок чашеобраз­ной заготовки при условии, что материал допускает утонение до 70%.

Решение:

что соответствует углу = 35°.

Угол желательно несколько уменьшить. Это облегчит

условия формоизменения.

Регулируя с помощью следящего устрой­ства подачу роликов, можно получать детали с утолщениями и фланцами (рис. 130).

На рис. 131 показаны заготовки чашеоб­разной формы для получения деталей слож­ной геометрической формы.

Детали, имеющие переменную толщину стенки, получают из заготовок дисковой фор­мы с переменной толщиной по радиусу (рис. 132). Заготовки рассчитывают по нескольким точкам, используя синусоидальную зависи­мость между толщинами стенок детали и ее заготовки.

Рис. 130. Деталь с переменной тол­щиной стенки и утолщениями, из­готовленная раскаткой

Следовательно,

где: ..., —толщина стенок заготовки детали;

..., —толщина соответствующей стенки детали.

Пользуясь этими соотношениями, можно произвести рас­чет толщины стенки детали, получаемой из данной заготовки.

Толщина стенки переменной величины может быть получе­на прл криволинейных образующих оправки (рис. 133) из плоской заготовки. Для расчета используют ту же синусои­дальную зависимость, но в данном случае постоянной величи­ной будет толщина заготовки S, а переменной —sin угла , изменяющийся вдоль образующей.

Рис. 131. Раскатка деталей сложной формы из ча­шеобразных заготовок

Для получения деталей с постоянной толщиной стенки при обкатке по оправке с криволинейной образующей необходима заготовка переменной толщины. Размеры такой заготовки по­лучают из той же синусоидальной зависимости. Для этого определяют синусы углов по оправке в нескольких характер­ных точках:

Рис. 132. Раскатка детали из заго­товок переменной толщины

Рис. 133. Раскатка детали ожевальной формы с переменной толщиной стенки

Для уменьшения усилий при обкатке, а также для получе­ния допустимых степеней формоизменения заготовки должны поступать в отожженном состоянии.

При расчете и проектировании конусных заготовок для фор­мообразования деталей сложных контуров сказанное выше о плоских заготовках остается в силе. Однако, кроме этого, необ­ходимо правильно вы­брать начальные диа­метры конусной за­готовки. Диаметры вы­бирают так, чтобы удлинение кромок обо­их торцов конуса бы­ло примерно одинако­вым и меньше относи­тельного удлинения для данного материа­ла. Диаметр конусной заготовки определяют графическим методом. Вычерчивают контур изделия (рис. 134) и проводят прямую ли­нию из точки В каса­тельно к контуру (линия АБ). Участок АВ делят пополам. Раз­мер а = АГ = ГВ откладывают на прямой ОБ. Из точки Е про­водят прямую ЕГ, которую принимают как образующую ко­нуса заготовки. Такое построение заготовки при ее формоизме­нении до размеров изделия на чертеже обеспечивает равенство удлинения кромок.

Рис. 134. Схема графического расчета ко­нусной заготовки:

1 — контур изделия; 2 — контур заготовки