2943
.pdf
K |
и |
|
K |
в |
|
|
m |
|
д |
||
|
||
|
m |
|
|
з |
mп mз
,
,
(3)
(4)
где mд – масса детали.
Если поковка изготавливается вытяжкой (протяжкой) из сортового проката, то площадь поперечного сечения заготовки Sз определяется по площади наибольшего поперечного сечения поковки Sп, помноженной на величину уковки Y:
Sз SпY. |
(5) |
Величину уковки принимают Y = 1,3…1,5.
Для сплошного сечения цилиндрической формы степень уковки равна:
Y |
D2 |
|
L |
|
|
з |
п |
, |
(6) |
||
D2 |
|
||||
|
|
L |
|
||
|
п |
|
з |
|
|
где Dз, Dп, Lз, Lп – диаметры и длины заготовки и поковки соответственно.
Согласно формуле (6)
Dз Длина заготовки
Lз
Y Dп
4V |
|
з |
, |
D |
|
2 |
|
з |
|
.
(7)
(8)
где Vз – объем заготовки.
Для поковок, которые куют осадкой в торец, во избежание продольного изгиба необходимо, чтобы высота заготовки составляла:
|
|
|
|
Нз ≤ 2,5Dз. |
|
(9) |
|||
|
H |
|
|
|
|
|
2 |
|
|
Если принять |
з |
2 |
, то тогда Vз |
Dз |
. |
||||
|
|||||||||
Dз |
|
2 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
||||
Высота заготовки определяется из формулы |
|||||||||
|
|
|
|
Y |
Hз Hд |
. |
|
(10) |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
Hз |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
11 |
|
4.Термический режим ковки
4.1.Температурный интервал ковки
Цель нагрева заготовки – это увеличение пластичности металла, снижение усилия деформирования. Для каждого материала существует определенная область нагрева перед проведением горячей обработки давлением (в частности, свободной ковки). Эта область характеризуется верхним и нижним пределом. Для углеродистых сталей выбор температур производится по диаграмме состояния «железо – углерод» (рис. 4).
Рис. 4. Выбор температурного интервала ковки углеродистых сталей
Приблизительно верхний предел температурного интервала горячей обработки давлением низко- и среднеуглеродистых сталей (углерода до 0,5 %) составляет 1 200 ºС, высокоуглеродистых сталей (углерода более 0,5 %) – 1 100 ºС. Нижний предел температурного интервала обработки давлением составляет 850…800 ºС.
4.2. Расчет времени нагрева заготовки
Для приближенного расчета продолжительности нагрева холодных слитков и катаных заготовок диаметром 100–300 мм можно воспользоваться формулой
|
|
|
Dз |
|
, |
(11) |
|
н |
|
|
|
||||
|
|
||||||
|
|
|
Dз |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
12
где τн – общая продолжительность нагрева, включая выдержку, ч; Dз – диаметр заготовки, м; α – коэффициент (для углеродистой стали α = 10, для легированной α = 20).
Для катанных заготовок меньшего диаметра (Dз < 100 мм) следует пользоваться формулой
τн = 2,5 10-3Dз. |
(12) |
4.3. Расчет времени охлаждения заготовки при ковке
Распределение объема работ по выносам из печи при ковке должно быть таким, чтобы в каждом выносе ковка укладывалась по времени в заданный температурный интервал.
Нижняя граница температурного интервала ковки на последнем выносе должна строго соблюдаться, чтобы избежать получения поковок с крупнозернистой структурой. Для этого рассчитывается время охлаждения заготовок во времени ковки.
Для примерной оценки времени охлаждения можно воспользоваться формулой
τ = 0,1 + 1,65Dп, |
(13) |
где τ – продолжительность остывания поковки в интервале температур 1 200–800 ºС, ч; Dп – диаметр поковки, м.
5.Выбор основных операций ковки
иоборудования
Окончательным этапом разработки технологического процесса ковки является определение вида, числа и последовательности кузнечных операций, а также выбор оборудования, инструмента и приспособлений.
Составляется схема технических переходов ковки.
Для ковки применяют: ковочные пневматические молоты, ковочные паровоздушные молоты, ковочные гидравлические прессы.
Поковки, получаемые ковкой на ковочных пневматических и паровоздушных молотах и гидравлических прессах, могут быть упрощенно отнесены по виду основной деформации к поковкам, получаемым осадкой или протяжкой.
Поковки, получаемые осадкой (шестерни, кольца, бандажи и др.), при D < 200 мм, h < 100 мм и массе до 25 кг куются на
13
пневматических молотах; при D ≤ 800 мм, h < 400 мм и массе до 250 кг – на паровоздушных молотах; более крупные – на гидравлических прессах.
Поковки, получаемые протяжкой (оси, валы, валы с уступами, кольца), при d < 60 мм, L < 500 мм и массе до 20 кг куются на пневматических молотах, при d < 300 мм, L < 8 м и массе до 1 600 кг – на паровоздушных молотах, более крупные – на ковочных прессах.
Необходимая масса падающих частей молота или номинальное усилие пресса ориентировочно могут быть определены по массе и сечению заготовок (табл. 5, 6).
Таблица 5
Данные для выбора ковочных гидравлических прессов по массе слитка
|
Масса слитка, т |
Число рабочих |
|
||
Усилие пресса, |
|
|
нажимов бойка |
Ширина бойка, |
|
МН |
Средняя |
Наибольшая |
мм |
||
в мин |
|||||
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
5 |
0,65 |
2 |
22 |
– |
|
8 |
2 |
5,5 |
18 |
220–260 |
|
12,5 |
5,5 |
12 |
14 |
280–330 |
|
20 |
14 |
28 |
10 |
360–420 |
|
32 |
33 |
58 |
8 |
450–520 |
|
50 |
62 |
98 |
6 |
550–700 |
|
Таблица 6
Данные для выбора массы падающих частей ковочных молотов по массе и размерам поковок
Масса |
|
Масса поковок, кг |
Наибольшее |
Число |
||
падаю- |
фасонных |
|
сечение заготовки |
|||
гладких валов |
ударов бойка в |
|||||
щих |
|
|
(сторона квадрата), |
|||
Средняя |
Наибольшая |
(наибольшая) |
мин |
|||
частей, т |
мм |
|||||
|
|
|
|
|||
|
|
Пневматические молоты |
|
|||
0,075 |
0,3 |
1,2 |
7,5 |
45 |
210 |
|
0,15 |
1,5 |
4 |
15 |
60 |
190 |
|
0,25 |
2,5 |
8 |
35 |
75 |
150 |
|
0,40 |
6 |
18 |
60 |
100 |
130 |
|
0,56 |
9 |
28 |
110 |
120 |
115 |
|
0,75 |
12 |
40 |
140 |
135 |
105 |
|
1 |
20 |
70 |
250 |
160 |
95 |
|
|
|
Паровоздушные молоты |
|
|||
1 |
20 |
70 |
250 |
160 |
63 |
|
2 |
60 |
180 |
500 |
225 |
50 |
|
3,15 |
100 |
320 |
750 |
275 |
50 |
|
5 |
200 |
700 |
1 500 |
350 |
40 |
|
8 |
350 |
1 300 |
2 500 |
400 |
31 |
|
14
Библиографический список
1.ГОСТ 7062–90. Поковки из углеродистой и легированной стали, изготавливаемые на прессах. Припуски и допуски. М.: Изд-во стандартов, 1990. 17 с.
2.ГОСТ 7829–70. Поковки из углеродистой и легированной стали, изготавливаемые ковкой на молотах. Припуски и допуски. М.: Изд-во стандартов, 1970. 26 с.
3.Ковка и штамповка: Справочник: В 4 т. Т. 1. Материалы. Оборудование. Ковка / Под ред. Е.И. Семенова. М.: Машиностро-
ение, 1986. 568 с.
4.Чернов Н.М. Технология конструкционных материалов. Производство черных металлов и обработка металлов давлением: Учеб. пособие. Новосибирск: Изд-во СГУПСа, 2007. 134 с.
15
|
Оглавление |
|
Введение....................................................................................................... |
3 |
|
Порядок выполнения работы ..................................................................... |
4 |
|
1. |
Разработка чертежа поковки .................................................................. |
5 |
|
1.1. Припуски, допуски, напуски......................................................... |
5 |
|
1.2. Последовательность составления чертежа поковки................... |
9 |
2. |
Расчет объема и массы поковки .......................................................... |
10 |
3. |
Определение массы и размеров заготовки из проката ...................... |
10 |
4. |
Термический режим ковки ................................................................... |
12 |
|
4.1. Температурный интервал ковки ................................................. |
12 |
|
4.2. Расчет времени нагрева заготовки ............................................. |
12 |
|
4.3. Расчет времени охлаждения заготовки при ковке.................... |
13 |
5. |
Выбор основных операций ковки и оборудования ........................... |
13 |
Библиографический список ..................................................................... |
15 |
|
Учебное издание
Тихомирова Людмила Борисовна Медведев Константин Александрович
Обработка металлов давлением: разработка технологического процесса ковки
Методические указания к выполнению лабораторной работы
Редактор Е.Е. Рыжкова
Компьютерная верстка А.С. Петренко
Изд. лиц. ЛР № 021277 от 06.04.98 Подписано в печать 30.09.2015
1,0 печ. л. 0,8 уч.-изд. л. Тираж 100 экз. Заказ № 2943
Издательство Сибирского государственного университета путей сообщения
630049, Новосибирск, ул. Дуси Ковальчук, 191 Тел./факс: (383) 328-03-81. E-mail: bvu@stu.ru
16