Технология конструкционных материалов. Методические рекомендации

Проверим, удовлетворяет ли высаживаемая часть заготовки требованиям осадки. Объем высаживаемой части заготовки 1670 см3 (см. выше).

Учитывая, что перед высадкой квадратная заготовка будет округлена до d = 13 см, найдем длину высаживаемой части заготовки:

1670 : (π ×13,02 ) = 1670 :133,5 = 12,6см = 126мм

3. Для поковки, изготовляемой путем осадки, прошивки и раскатки на оправке. Рассчитать вес и размеры заготовки для поковки, изображенной на рис. № 16

Объем поковки рассчитываем, как разность объемов двух цилиндров диаметров 620 и 463 мм и высотой 116 мм.

О = π × 62 2 - π × 46,3 ×11,6 = 14150см3

44

Впроцессе раскатки на оправке (рис. 23) происходит некоторое уширение поковки, т.е.

Значение Е = h3 находим, пользуясь данными табл. № 10 hn

Рис. 16 Чертеж поковки в виде кольца

Для нашего случая

Е= h3 = 0,70 hn

Исходя из выражения

hз = hn 0,70

находим высоту исходной заготовки перед ее раскаткой на оправке: hз = 11,6 × 0,70 = 8,2

Диаметр оправки для раскатки кольца выбираем, пользуясь диаграммой на рис. № 17 составленной по данным Уралмашзавода.

Согласно диаграмме диаметр оправки для рассматриваемой поковки составляет приблизительно 120 мм. Диаметр отверстия заготовки перед раскаткой на оправке определяется диаметром прошивня, выбранного для прошивки (пробивки) заготовки. Диаметр прошивня должен быть несколько более диаметра оправки, чтобы обеспечить удобство насадки заготовки на оправку. Для нашего случая выбираем диаметр прошивня, равный 150 мм. Таким же принимаем и диаметр отверстия в заготовке после его прошивки. Объем исходной заготовки равен

Оз = Оп + Ов + Оуг+обс

Оуг+обс – объем металла на угар и обсечку В качестве приема для изготовления отверстия принимаем

39

Рис. 17 Диаметр оправки в зависимости от высоты заготовки

изготовленного отверстия, т.е.

Объем металла на угар (найден по табл. № 9) составит 2,5 % от объема поковки Тогда

Оз = 14150 + 435 × 2,5 = 14940см3 100

40

Высоту исходной заготовки перед осадкой h з.п.о. и диаметр ее dз.п.о. Найдем решая систему двух уравнений, как это уже было приведено выше:

hз.п.о. = 2,2 × π × dз2.п.о. × dз.п.о. = 14940см3 dз.п.о. 4

откуда

hз.п.о. = 2,2 ×1,72 × dз.п.о. = 14940см3

dз.п.о.

d з.п.о. = 3 14940 = 20,5см = 205мм 1,72

В соответствии с ГОСТ 4692-57 принимаем dз.п.о = 200 мм.

Тогда

hз.п.о. = 14940 × 4 = 47,6см = 475мм 20 2

hз.п.о. = 475 = 2,37 – вполне удовлетворяет требованиям осадки.

dз.п.о. 200

Таким образом, размеры исходной заготовки для изготовления поковки (см. рис. 16) будут:

d - 200 мм h – 475 мм.

41

6. ОПЕРАЦИИ СВОБОДНОЙ КОВКИ.

ВЫБОР И РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ ОПЕРАЦИЙ КОВКИ

Свободной называется ковка между бойками с плоской или несложной поверхностью.

ОСНОВНЫЕ ОПЕРАЦИИ СВОБОДНОЙ КОВКИ

1. Вытяжка. Операция, при которой происходит увеличение длины заготовки за счет уменьшения ее поперечного сечения. При вытяжке заготовки помещают перпендикулярно относительно узким бойкам молота. Бойки применяют либо плоские (рис. 18а), либо вырезные (рис. 18 б).

Для получения менее волнистой поверхности заготовки величина подачи на один удар бойка L должна быть несколько менее ширины бойка B (см. рис. а).

Если Fn-1 – сечение заготовки до вытяжки и Fn – сечение ее после вытяжки, то величина укова Ук выражается отношением

УК = Fn−1

Fn

Обжатием называется уменьшение высоты заготовки после вытяжки:

Вытяжку ведут последовательными ударами бойка с перемещением заготовки после каждого удара, приближая ее («на себя») или отдаляя («от себя»). Коэффициент перехода ϕ выражается отношением ширины заготовки, а после вытяжки к высоте ее

hn. Обжатие за один проход следует вести так, чтобы коэффициент перехода ϕ = dn hn

был не более 2 (2,5). После прохода рядом последовательных ударов по всей длине заготовки (исключая клещевой конец) делается кантовка заготовки на 900. Благодаря этому сохраняется квадратное сечение заготовки и достигается проковка металла (деформация) по всему его сечению.

Кругление ведет путем сбивания углов (рис. 18 в). Далее, для получения окончательного круглого сечения ковку заканчивают примерно округленной заготовки в пружинных штампах или обжимах (рис. № 18 г). Если бойки недостаточно узки для заготовки размера и вытяжку хотят ускорить, то пользуются для этой цели раскаткой (рис. № 18 д); при этом достигают либо местной вытяжки (рис. № 18) либо большей скорости течения металла при вытяжке.

С помощью раскатки часто производится перебивка или засечка, необходимая при вытяжке заготовки на разные сечения.

43

Рис. 19 Засечка для перехода сечения при вытяжке

Для этого после вытяжки заготовки до диаметра d1 и длины l = l1 + l2 по расчету на расстоянии l2 от края заготовки с помощью раскатки делают круговую перебивку или засечку глубиной, обеспечивающей сохранение сечения d2 (рис. 19). После засечки, захватив в клещи противоположный конец заготовки, оттягивают часть заготовки после засечки до сечения d2 . При этом длина оттянутого уступа должна быть равна l3.

Выбор мощности молота для вытяжки при данном сечении исходной заготовки производится согласно табл. №11

44

2. Осадка – это операция, при которой имеет место уменьшение высоты заготовки за счет увеличения ее поперечного сечения (рис. 20 а). Осадку применяют главным образом в следующих случаях:

а) когда из заготовки меньшего сечения необходимо получить заготовку большего сечения; б) если необходимо повысить уков при малом сечении заготовки; в) когда для повышения прочности изделия необходимо обеспечить требуемое

направление волокна поковки.

ПРАВИЛО ОСАДКИ. Высота исходной заготовки hз.п.о. должна быть не более чем в 2,5 раза больше диаметра dз.п.о. или стороны квадрата аз.п.о., т.е. должно быть соблюдено соотношение

hз.п.о. ≤ 2,5 d з.п.о.

При hз.п.о. > 2,5 трудно избежать искревление заготовки при ее осадке.

d з.п.о.

Лучшее отношение при осадке

hз.п.о. = 2 ÷ 2,2

dз.п.о.

45

Рис. 20

Схемы операций осадки:

а – осадка; б – высадка при ручной ковке; в – высадка в нижнем штампе; г – высадка после оттяжки неосаждаемой части

заготовки; д – высадка промежуточного фланца с помощью двух штампов; е - обкатка

46

3. Высадка. Высадкой называется осадка, производимая не по всей высоте заготовки, а лишь по части ее. Для высадки концевых частей мелких изделий (головки болтов, головки заклепок и т.д.) применяется местный подогрев высаживаемого конца. Этот прием (рис. 20 б) чаще всего применяется при ручной ковке. При машинной ковке высадка концевого фланца на поковке типа, показанного на рис. № 27, производится осадкой полностью нагретой заготовки в нижнем штампе (нижнеке). Схема высадки в штампе показана на рис. № 20 в. При необходимости высадить фланец в средней по высоте части поковки высадка ведется в двухкольцахштампах (рис. № 20 д).

Завершающей операцией после осадки или высадки является обкатка (рис. 20 е), имеющая целью уменьшить или уничтожить бочкообразность заготовки, придать ей по возможности цилиндрическую форму. Обкатка ведется легкими ударами по боковой поверхности поковки, поставленной на ребро. После каждого удара производится поворот поковки. При осадке в кольце или кольцах обкатка ведется вместе с кольцом, являющимся ограничителем обжатия при обкатке. Высота исходной заготовки h з.п.о. ограничивается высотой хода бабы молота H.

47