Технология конструкционных материалов. Методические рекомендации

Рис. 13 Схема поковки с выемкой

28

Примечания: 1. При отсутствии размера выемка не отковывается или делается только прожим.

2.Если диаметр выемки меньше указанного в таблице, - сделать напуск по диаметру выемки Если диаметр выемки больше, - сохранить ее размер.

3.Если поковка некруглого сечения, заменить диаметр стороной сечения.

4.Данные табл. 8 действительны только при ковке вытяжкой.

29

4. РАСЧЕТ МАССЫ И РАЗМЕРОВ ЗАГОТОВКИ

Вес заготовки определяется из выражения

Из перечисленных величин массу поковки определяют исходя из ее объема и плотности стали, равной 7,80 г/см3. Остальные величины принимаются по данным таблицы 9, в % от веса поковки.

Таблица № 9

Отходы на угар и обсечку при свободной ковке из мерных прокатных заготовок (по данным ЦНИИТМАШа)

Объем поковки 0п, необходимый для определения ее массы рассчитывается как сумма объемов отдельных элементов поковки

0п = 01 + 02 + 03

Если поковка изготовляется с отверстием, то при определении объема (веса) поковки следует к объему поковки прибавить объем «выдры» - отхода при прошивке или пробивки отверстия.

Если dот – диаметр отверстия в поковке и hn его высота, то объем «выдры». Вычисляется в зависимости от способа изготовления отверстия по следующим формулам.

1. Отверстия прошиваются с большим основанием, обращенным вниз с подкладным кольцом (см. рис. № 2.2)

Объем выдры

2. Отверстие прошивается пустотелым прошивнем. Объем выдры

3. Пробивка отверстия производится прошивном, обращенным вниз малым основанием, с последующей кантовкой заготовки на 1800.

Объем выдры

Таким образом, объем заготовки выражается формулой: 0з = 0п + 0в + 0уг + 0обс

где 0уг + 0обс определятся согласно табл. № 9 в % от объема (веса) поковки.

Вес заготовки определится как произведение объема заготовки 0з на плотность стали γ = 7,85 г/см3, т.е.

Вз = 0 х 7,85

Размеры исходной заготовки определяются исходя из объема ее.

В качестве примера приведем три типичных случая изготовления поковки:

1)путем вытяжки на различные сечения;

2)путем осадки или высадки фланца;

3)путем осадки, прошивки и раскатки на оправке (см. рис. 9)

31

Поковка изготовляется путем вытяжки на разные сечения.

Сечение заготовки Fз выбирается по наибольшему сечению поковки Fn max умноженному на величину Ук

Fз = Fn Ук

При изготовлении поковки из прокатной заготовки величина укова принимается равной 1,15 – 1,25; в этом случае:

Fз = Fn max (1,15 – 1,25)

При изготовлении поковки из слитка уков принимается равными 1,5-2,0 и величина сечения заготовки выражается формулой

Fз = Fn max (1,5 – 2,0)

Зная сечение заготовки, нетрудно вычислить длину стороны квадрата (обычное сечение заготовки - квадратное):

а3 = F3

Размер стороны квадрата заготовки аз подбирается по ГОСТ 4692-57 ближайшим по сравнению с аз

Тогда окончательно

F3′ = а32

Длина заготовки определится из выражения

l1 = O3 F3′

Поковка изготавливается путем осадки или высадки фланца.

При изготовлении поковки путем осадки (см. рис. 20), зная объем заготовки Оз выбираем сечение ее Fз так, чтобы высота ее h11n.o. была не более чем в 2,5 раза больше диаметра (поперечного размера) заготовки перед осадкой d3.п.о. так как

при большем соотношении hз.п.о. трудно избежать продольного искривления заго-

d з.п.о.

товки при ее осадке, в то же время соотношение h з.п.о. = 1,25 нежелательно, так как

d з.п.о.

в этом случае затрудняется предварительная мерная рубка заготовки.

32

Величины dз..п.о. и hз.п.о. можно найти, решая систему двух уравнений:

Подставляя в формулу значение

hз.п.о. = (2,0-2,5) dз..п.о

получим

(1.5-2.5) π × d з2.п.о. = О3

4

Примечание h з.п.о. – высота заготовки перед осадкой.

Такое обозначение необходимо во избежание путаницы в индексах (см. ниже).

Откуда

Если заготовку выбираем квадратного сечения, то значение аз можно найти, решая систему уравнений:

(1,5 ¸ 2,5) × аз2.п.о. = О3

Откуда

Если поковка изготавливается путем высадки фланца по схеме рис. № 76в, то сечение исходной заготовки принимается равным сечению не осаждаемой части заготовки Fmin с учетом укова, равным 1,15-1,25, т.е.

Fз = Fmin (1.15-1.25)

Высота исходной заготовки h з.п.о. должна при этом получиться такой, чтобы для высаживаемой части заготовки h1 з.п.о. было соблюдено соотношение

≤ 2,5

αз.п.о.

33

hз.п.о.

Если соотношение α з.п.о. получится большим. Чем 2,5 выбираем заготовку

большего сечения (проверяя соотношение, а не осаживаемую часть заготовки предварительно оттягиваем на требуемый диаметр (см. рис. 13).

5.ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА РАЗМЕРОВ И МАССЫ ЗАГОТОВКИ

1.Для поковки, изображенной на рис. 14 Поковку разбиваем на 4 элемента объема. Объем каждого из элементов поковки (в см3);

О1 = π × 7,42 ×16,2 = 696см3 4

О2 = π ×8,42 ×14,5 = 803см3 4

О3 = π ×13,22 ×6,4 = 875см3 4

О4 = π × 6,92 ×30 = 1118см3 4

0п = 696+803+875+1118 = 3492 см3

Масса поковки

Вп = 3492 х 7,85 = 27400 г = 27,4 кг

Припуск металла на угар и обсечку в соответствии с данными табл. № 44 составит 10% или

27,4 ×10 =

2,74кг

100

34

Рис. 14 Чертеж поковки ступенчатого вала

Таким образом, объем заготовки составит

3492 + 3492 ×10 = 3841см3

100

Масса заготовки 27,4+2,7 = 30,1 кг.

Сечение Fз определяется как наибольшее сечение поковки, умноженное на коэффициент укова, в данном случае равный 1,15-1,25 (принимаем его равным 1,

_____).

Для нашего примера

F3 = π ×13,22 ×1,17 = 158см2 4

Принимая сечение заготовки квадратным, вычислим величину сторон квадрата:

а3 = 158 = 126 = 125мм = 12,5см

Тогда длина заготовки будет

l3 = O3 = 3841 = 24,62см = 25,0см a32 12,52

Итак, размеры заготовки: 125 × 250 мм

35

Масса поковки

Вп = 3310 х 7,85 = 26000 г = 26 кг

Для поковки типа изображенной на рис № 15 принимаем отход на угар и обсечки равным 2% от ее веса (объема).

Тогда объем заготовки будет

3310 + 3310 × 2 = 3376см3

100

и соответственно, масса заготовки

3376 × 7,85 = 26500 г = 26,5 кг Сечение заготовки выбираем в соответствии с диаметром элемента 2 с неболь-

шим припуском науков, равным 1,2:

F3 = 13,0 ×1,2 = 159 = 160см2 4

36

Рис. 15 Чертеж поковки шестерни с хвостиков

Сторона квадрата заготовки

а3 = 160 = 13,5см = 135мм

Подбираем ближайший размер по ГОСТ 4692-57 – 140 мм Тогда сечение заготовки

Fз = 14,02 = 196 см2

Длина заготовки может быть найдена путем деления объема заготовки на ее сечение:

3376 : 196 = 17,2 см = 172 мм Итак заготовка имеет размеры: 140 х 172 мм

37