I Конструирование поковки, штампуемой по открытой схеме

1.1. Выбор конфигурации и положения поверхности разъема штампа

Конфигурация и положение поверхности разъема должно обеспечивать:

- эксплуатационные требования к расположению волокон в готовой детали, если они указаны в ее чертеже;

- гарантированное удаление поковки из гравюры после штамповки, для этого у поковок удлиненной формы и круглой формы в плане (длина больше 3^х наружных диаметров) плоскость разъема назначается в плоскости 2^х наибольших взаимно перпендикулярных размеров (см. рисунок 4а);

- визуальный контроль смещения верхнего бойка относительно нижнего по сходимости штамповочных уклонов, (см. рисунок 4 б);

- отсутствие коробления поковки при обрезке облоя, для этого по возможности поверхность разъема делают плоской, (см. рисунок 4 в);

- несложность формы исходной заготовки и надежность укладки (фиксации) ее в штамповочном ручье;

- возможность выполнить наметку под пробивку отверстия, (см. рисунок 4 г);

- качественное заполнение гравюры штампа, для чего при штамповке на молоте трудно заполняемые элементы располагают в верхнем бойке;

- простоту конструкции штамповочного и обрезного инструмента, в частности для поковок простой формы и небольшой толщины поверхность разъема выбирается плоской и гравюра выполняется в нижнем инструменте;

- уравновешивание сдвигающих усилий при штамповке для чего:

-мелкие поковки штампуются в ручье для 2^х симметрично расположенных поковок с одним общим заусенцем, (см. рисунок 4д);

- средние и крупные поковки штампуются в ручье с разворотом фигуры, (см. рисунок 4е) или в штампе выполняются замки, (см. рисунок 4 ж);

Рисунок 4. Положение поверхности разъема

Кроме выше сказанного, надо иметь в виду следующее. При механической обработке поковка должна иметь удобные и надежные поверхности для ее крепления на станке. По этому, по требованию механического производства возможно отступление от выше приведенных правил. Эти отклонения могут выражаться в следующем:

- для деталей с наружной цилиндрической поверхностью линия разъема совпадает с продольной ее осью, при этом цилиндрическая поверхность сохраняет свою форму и не имеет напусков в виде штамповочных уклонов;

- для деталей сложной формы вводятся дополнительные элементы поковки, которые согласуются в чертеже поковки.

1.2 Основные характеристики поковки: расчетная масса, группа стали, степень сложности, класс точности, исходный индекс

расчетная масса поковки

Ориентировочная величина расчетной массы поковки вычисляется по формуле

m_п.р. =m_д ×к_р , (1)

где m_п.р - расчетная масса поковки, кг;m_д – масса детали, кг;

к_р – расчетный коэффициент, устанавливаемый по таблице 1.

Таблица 1. Определение расчетного коэффициента к_р

Группа	Характеристика детали	Типовые представители	кр
1.	Удлиненной формы
1.1	С прямой осью	Валы, оси, цапфы, шатуны	1,3-1,6
1.2	С изогнутой осью	Рычаги, сошки рулевого упр.	1,1-1,4
2	Круглые и многогранные в плане
2.1	Круглые	Шестерни, ступицы	1,5-1,8
2.2	Квадратные, прямоугольные, мноогранные	Фланцы, ступицы, гайки	1,3-1,7
2.3	С отростками	Крестовины, вилки	1,4-1,6
3	Комбинированной формы	Кулаки поворотные, коленчатые валы	1,3-1,8
4	С большим объемом необраб. поверхностей	Балки осей, крюки, рычаги, шатуны	1,1-1,3
5	С отверстиями, поднутрениями, углублениями, не оформляемыми в поковке при штамповке	Полые валы, фланцы. Блоки шестерен	1,8-2,2

Расчетную массу поковки определяют исходя из ее номинальных размеров по чертежу поковки (после его разработки) с учетом половины положительного отклонения на наружные размеры и половины отрицательного на внутренние. В массу поковки не входит масса облоя и перемычки пробитого отверстия. При высадке на горизонтально-ковочных машинах или местной штамповке на молотах и прессах масса поковки включает массу поковки части стержня, зажатого между штампами (инструментом).

группа стали

Группа стали зависит от среднего массового содержания углерода и легирующих элементов (Si,Mn,Cr,Ni,Mo,W,V). Углеродистые и легированные стали делятся на 3 группы согласно таблицы 2.

Таблица 2. Определение группы стали

Группа стали	Массовая доля углерода	Суммарная массовая доля легирующих элементов, %
М1	До 0,35	До 2 вкл.
М2	Св. 0,35 до 0,65	Св.2,0 до 5,0 вкл.
М3	Св.0,65	Св.5,0

степень сложности поковки

Степень сложности определяется по отношению массы (объема) поковки к массе (объему) геометрической фигуры, в которую вписывается поковка. Геометрическая фигура может быть шаром, параллепипедом, цилиндром или правильной призмой. Количественные оценки степеней сложности приведены в таблице 3.

Таблица 3. Оценка степени сложности поковки

Степень сложности	Vп /Vф (Мп /Мф )
С1	св. 0,63
С2	св.0,32 до 0,63 вкл.
С3	Св. 0,16 до 0,32 вкл.
С4	до 0,16

Рисунок 5. Вписывание поковок в геометрические фигуры

Дополнительными критериями оценки сложности поковки являются геометрические соотношения элементов поковки, а при штамповке на горизонтально-ковочной машине (ГКМ) количество переходов.

Рисунок 6. К определению степени сложности С4

Степень сложности С4 устанавливается для поковок с тонкими элементами в виде дисков, фланцев, а также для поковок с тонким стержневым элементом согласно рис.6, если отношениеt/D,t/L,t(D-d) не превышает 0,20 иtне более 25 мм, где:D- наибольший размер тонкого элемента,t - толщина тонкого элемента,L - длина тонкого элемента,d- диаметр элемента поковки, толщина которого превышает величинуt.

При высадке на ГКМ степень сложности назначается в зависимости от количества переходов: не более чем за 2 перехода – С1, за 3 – С2, за 4 – С3, более чем за 4 перехода или при изготовлении на 2^х машинах – С4.

класс точности поковок

Класс точности поковок устанавливается в зависимости от схемы штамповки, вида технологического процесса и оборудования согласно данных таблицы 4 .

Таблица 4 - Выбор класса точности поковок

№ пп	Основное оборудование Технологические процессы	Т1	Т2	Т3	Т4	Т5
1	Кривошипные горячештамповочные прессы
1,1	Открытая (облойная) штамповка				+	+
1.2	Закрытая штамповка		+	+
1.3	выдавливание			+	+
2	Горизонтально-ковочные машины				+	+
3	Прессы винтовые, гидравлические				+	+
4	Горячештамповочные автоматы		+	+
5	Штамповочные молота				+	+
6	Калибровка объемная	+	+
7	Прецизионная штамповка (без окончательной обработки)	+

исходный индекс– условный показатель, учитывающий в обобщенном виде сумму конструктивных характеристик: расчетную массу поковки, группу стали, степень сложности и класс точности поковки, назначаемых по таблицам 1-4. Он служит для назначения основных припусков, допусков и допускаемых отклонений по таблице 5 .