2. Определение массы и размеров исходной заготовки

Для правильного выбора исходного материала необходимо знать массу и размеры заготовки, из которой можно было бы изготовить заданную поковку с наименьшими расходами металла при заданном качестве. Массу и размеры исходной заготовки определяются на основе разработанного чертежа поковки, исходя из её размеров и технологии получения.

Объём поковки определяются по её номинальным размерам. При сложной форме поковки её объём рассчитывается путём разбивки поковки на отдельные элементарные объёмы так, чтобы каждый элемент представлял собой элементарный пространственный объём (цилиндр, сферу, параллелепипед и др.).

Объём исходной заготовки определяют по формуле:

,

где V_п – объём поковки, V_уг – потери на угар, V_обл – объём облоя, V_пер – объём перемычек.

Потери металла на угар (V_уг) зависят от способа нагрева и составляют 1-2 % при нагреве в печах и 0,5 % при индукционном нагреве. Облой после штамповки расположен по всему периметру поковки. Площадь поперечного сечения облоя F_обл можно определить из соотношения:

,

где η=0,6-0,8 – коэффициент заполнения облойной канавки, F_ок – площадь сечения облойной канавки. Площадь сечения облойной канавки зависит от усилия пресса, его можно определить по табл. 5.

Таблица 5

Площадь поперечного сечения облойной канавки, F_ок

Усилие пресса, МН	6,3	10	16	25	40	63
Fок, мм2	80	102	136	201	268	343

Объём облоя можно найти по формуле:,

где П_п – периметр поковки в плоскости разъёма штампа.

Объём перемычки отверстия V_пер также необходимо учесть в балансе металла:

,

где S_пер – площадь перемычки, t – толщина перемычки, которая обычно равна 0,1 диаметра перемычки, но не менее 4 мм.

Т. о., суммируя V_п, V_уг, V_обл и V_пер, можно определить объём исходной заготовки.

Выбор размеров исходной заготовки производится по сортаменту проката: задаётся диаметр d_исх или сторона квадрата а_исх и находится в соответствии с условием постоянства объёма длина . При этом с целью обеспечения устойчивости при осадке необходимо руководствоваться соотношением: .

3. Выбор штамповочного оборудования

Мощность оборудования применяемого для изготовления поковок зависит от сопротивления пластическому деформированию материала поковки, температуры деформации, вида технологической операции и размеров поковки.

Мощность молотов характеризуется массой их падающих частей, мощность прессов – развиваемым усилием. Так для определения необходимого усилия пресса можно использовать следующую формулу: , где

р – расчётное усилие пресса, σ – предел текучести металла при температуре окончания штамповки, F – площадь проекции поковки (без облоя) на плоскость разъёма штампа, q – коэффициент, зависящий от формы поковки. Предел текучести металла при температурах штамповки можно определить по табл. 6.

Таблица 6

Предел текучести сталей при температуре штамповки

Материал	Предел текучести σт, МПа
	Температура штамповки, °С
	800	900	1000	1100	1200
Углеродистые стали Легированные стали Титановые сплавы Бронза	150 200 250 120	100 150 200 80	50 120 120 -	30 80 60 -	20 40 - -

Коэффициент q для круглых в плане поковок определяется по формуле:

,

где D_п – максимальный диаметр круглой в плане поковки.

После расчёта необходимого усилия пресса из табл. 7 выбирается ближайший по усилию пресс, штамповочный молот и пресс для обрезки облоя.

Таблица 7

Номинальная мощность оборудования для горячей объёмной штамповки

Характеристика и наименование оборудования	Параметры
Номинальное усилие пресса, МН	6,3	10	16	25	40	63	-	-
Номинальная масса подвижных частей молотов, т	0,63	1,0	2,0	3,15	5,0	10,0	16,0	25,0
Номинальное усилие обрезных прессов, МН	0,63	1,0	1,6	2,5	4,0	6,3	-	-