18 Самостійна робота 17

ВИЗНАЧЕННЯ РОЗМІРУ ПОЧАТКОВОЇ ЗАГОТОВКИ ДЛЯ ПРЕСОВОЇ ПОКОВКИ ТИПУ ЗУБЧАТОГО ВІНЦЯ, ОДЕРЖУВАНОГО

РОЗКОЧУВАННЯМ НА ОПРАВЦІ ПРИ

DН/DВН 1,5 ТА В1/( DН - DВН) >1

Мета роботи: визначення розміру початкової заготовки для пресової поковки типу зубчатого вінця, одержуваного розкочуванням на оправці при Dн/Dвн 1,5 та В1/ ( Dн - Dвн) >1.

Дані для розрахунку

Об'єм поковки Vн = 20,8·10⁸ мм³; Мп = 16 350 кг; середній діаметр

Dср = 3 435 мм; Dн = 3 680 мм; Dвн = 3 190 мм; В₁ = 785 мм; h₁ = 245 мм; сталь легована 40Х (рис. 19).

Рисунок 19 - Поковка мала, одержувана розкочуванням на оправці

Порядок розрахунку

1 Попередньо визначаємо величину розширення

,

де – діаметр прошивня;

= 1,05 – 1,15 – коефіцієнт, що враховує втрати на вигар та видру.

2 Визначимо початкову висоту (ширину) заготовки:

.

3 Уточнюємо діаметр прошивня за формулою

.

4 Знаходимо діаметр оправки:

.

5 Знаходимо об'єм видри (рис. 20):

,

де h₂ - 150 мм – висота перемички (бурту) видри;

h₃ – висота стрижня видри;

Н_заг = В_0;

h_в = h₂ + h₃ = 1,1 Н_заг; h₃ = 1,1 Н_заг – h₂;

d_в – діаметр внутрішній порожнистого прошивня;

D_в – діаметр зовнішній робочого прошивня.

Вибираємо параметри порожнистого прошивня за таблицею 32 відповідно до d_пр.

Рисунок 20 - До визначення об'єму видри при прошивці порожнистим прошивнем

Dв	250	300	350	400	450	550	700	750	800	850	900	1100
dв	120	150	180	200	240	300	400	400	500	550	560	700

Таблиця 32 - Основні розміри порожнистих прошивнів, мм

6 Визначаємо об'єм заготовки:

, де К_у = 1,03 – коефіцієнт вигару металу.

7 Розміри заготовки при вирубуванні зі злитка:

;

;

;

де n = 1,25… 2,5.

8 Визначаємо геометричні параметри заготовки.

Діаметр осадженої заготовки .

9 Товщина стінки заготовки після осадки та прошивки:

.

10 Величина обтиснення стінки заготовки при розкочуванні:

.

11 Ступінь деформації за товщиною стінки:

.

12 Середня товщина стінки за весь процес розкочування:

.

13 Коефіцієнт формозміни:

,

тут "+" при  1;

"-" при  1.

14 Уточнюємо величину розширення:

.

15 Визначаємо остаточні розміри заготовки після осадки та прошивки:

.

Якщо , то беруть +5;

якщо , то беруть –5.

16 Визначаємо масу нековальських відходів у відсотках.

Маса злитка розраховується:

,

де М_сл – маса злитка;

М_п – маса поковки з урахуванням напусків I і II роду, а також технологічних проб, державок на захват;

М_відх – маса ковальських відходів (кінцеві обрубки, видра, обсічки);

М_пр – маса відходів із прибутком злитка;

М_пд – маса відходу з донною частиною злитка;

М_уг – маса відходу на вигар.

Маса нековальських відходів(у відсотках):

К_но = 100 (М_пр + М_пд + М_уг)/М_сл.

Звичайно масу нековальських відходів із звичайних злитків можна брати:

М_пр = (19,5…21,0) %;

М_пд = (3,5…4,5) %;

М_уг = 3% (одне нагрівання);

М_уг = 4,5% (два нагрівання);

М_уг = 6% (три нагрівання);

М_уг = 7,5% (чотири нагрівання).

Припустимий коефіцієнт виходу придатного металу злитка К_вг = 100 – К_но.

17 Маса злитка

,

де ;

- маса видри.

1 8 За таблицею 33 вибираємо параметри злитка, поданого на рисунку 21.

Рисунок 21 – Злиток

Таблиця 33 - Характеристика і розміри деяких обкатаних злитків,

використовуваних АТ НКМЗ

Маса злитка Мзлит, кг	Розміри, мм
	обкатаного злитка		цапфи
	D	L	d	l
13300	780	2150	500	950
15600	920	1330	500	950
19200	980	2470	500	950
21000	1050	2330	700	1200
23000	1050	2590	700	1200
25500	1120	2510	700	1200
2700	1120	2730	700	1200
29000	1170	2500	700	1200
30000	1170	2700	700	1200

19 Перевіряємо за виходом придатного

К_вп = 100 М_п/М_слт.

20 За таблицею 34 перевіряємо коефіцієнт виходу придатного металу для поковок (рис. 22), який не повинен бути більше значень, зазначених у таблиці 34.

Таблиця 34 - Припустимий вихід придатного для деяких

поковок АТ НКМЗ

Поковки	Сталь	Маса злитка, т
		до 5 т, подовж.	до 5 т, норм.	6…30	31…109
Вали	Вуглецева	73	70	69,5	69
Плити	Легована	73	69	68,8	68
Кільця	Високолегована	71	68	67,5	67

а – вал; б – плита; в – кільце

Рисунок 22 - Види поковок АТ НКМЗ

21 Визначаємо інші витратні коефіцієнти:

22 Перевіряємо умови. Якщо діаметр злитка D менше діаметра витратної заготовки D_заг, то необхідно перерахувати довжину заготовки.

23 За відомим діаметром обкатаного злитка D визначаємо довжину заготовки:

,

де D_б = D.

24 Уявимо схему злитка після обкатки (рис. 23).

Рисунок 23 – Схема розкрою злитка після обкатки 25

Складаємо баланс металу (див. cамостійну роботу 14, пп. 23…30).

19 САМОСТІЙНА РОБОТА 18

ВИЗНАЧЕННЯ РОЗМІРІВ ПОЧАТКОВОЇ ЗАГОТОВКИ ДЛЯ ПРЕСОВИХ

ЗАГОТОВОК З ВУГЛЕЦЕВОЇ СТАЛІ

Мета роботи: визначити розміри початкової заготовки для пресових заготовок з вуглецевої сталі (рис. 24).

Дані для розрахунку

Рисунок 24 - Поковка диска з вуглецевої сталі

Dт = 1000 мм; Нп = 250 мм

Порядок розрахунку

1 Визначити об'єм циліндричної частини поковки:

.

2 Маса циліндричної частини

.

3 Знаходимо попередні розміри початкової заготовки за обсягом циліндричної частини диска.

Попередній діаметр заготовки, виходячи з технологічних розумінь (раціональне співвідношення розмірів заготовки, забезпечення заданого укова від осадки й ін.):

.

4 Попередня довжина (висота) заготовки

.

5 Визначаємо попередньо ступінь деформації при осадки заготовки:

.

6 Попередньо визначаємо об'єм поковки з урахуванням напуску II роду (бочки) V'_n. За графіками (рис. 25), у залежності від відомих величин ' и D'_o/H'_o , знаходимо відносний величину об'єму металу ':

.

Рисунок 25 - Графік  = f() при різноманітних D_o/H_o

7 Попередньо обчислюємо об'єм заготовки . Об'єм заготовки з урахуванням вигару, видри, відходів металу і бочки буде завжди більше попередньо обчисленого об'єму за розмірами D'_o и H'. Припускаємо, що диск буде відкований за два нагрівання. За методикою визначення вигару металу (див. Самостійну роботу 17, пп. 16) визначаемо М_уг %:

8 Обчисляємо остаточні розміри початкової заготовки:

, при n = 2,

де п – кількість поковок.

Фактичні розміри D_o и H_o підбираємо так, щоб

D_o/H_o = D'_o/H'_o.

При цьому змінюються попередній ступінь деформації ' і відносна величина об'єму бочки '. Якщо ' зміниться так, що викликає зменшення ', то розміри заготовки не перераховуються (заготовка буде мати декілька більші розміри, чим потрібно, що компенсує невраховані відхилення дійсних розмірів від взятих).

У цьому випадку V'_n = V_n , V_заг = V'_заг.

Якщо ' зміниться так, що це викликає збільшення ' більш ніж на 1%, то необхідно провести перерахунок операції осадки. При цьому попередні розміри D'_o и H'_o змінюють доти, поки ' збільшується менше чим на 1% (або значно зменшується). При виборі оптимального діаметра заготовки D_o довжину заготовки визначаємо за формулою

.

9 Знаходимо співвідношення розмірів заготовки і фактичного ступеня деформації:

.

10 Уточнюємо відносний об'єм бочки, остаточно визначаємо об'єм поковки і заготовки. За графіком (див. рис. 25) знаходимо відносний об'єм бочки  при D_o/H_o та . При  < ' перерахунку розмірів заготовки не потрібно. Тому беруть

.

11 Визначаємо інші параметри поковки - наведений діаметр і розмір бочки:

.

12 Вибираємо масу злитка і коректуємо розміри заготовки, що потрібно вирубати з відкованого злитка. Маса нековальських відходів у відсотках (відповідно до методики Самостійної роботи №17, пп. 16)

.

13 Коефіцієнт виходу придатного К_вг

.

14 Маса поковки

.

15 Маса злитка

.

16 За таблицею 35 вибираємо злиток.

Таблиця 35 - Характеристика і розміри деяких обкатаних злитків,

використовуваних АТ НКМЗ

Маса злитка Мслт, кг	Розміри, мм
	обкатаного злитка		цапфи
	D	L	d	l
2000	390	1660	-	-
2500	470	1350	-	-
3000	520	1360	-	-
3500	550	1410	-	-
4000	570	1520	-	-
4500	600	1540	-	-
5000	620	1580	-	-

17 Коефіцієнт виходу придатного металу (фактичний)

_.

18 Розміри D и L обкатаного злитка масою М_сл знаходимо по таблиці 35. При D_o > D необхідно перерахувати довжину заготовки:

.

Отже, з обкатаного злитка необхідно вирубати заготовку розміром D и L_заг. Ці розміри відрізняються від розрахункових D_o і Н_o, тому робимо перевірку:

.

Тому що '' >  , то за графіком 25 за відомими D/L_заг та '' знаходимо ''. Якщо '' < , то перерахунок процесу осадки не потрібен, і беремо остаточно:

.

20 САМОСТІЙНА РОБОТА 19

РОЗРАХУНОК РОЗМІРІВ ПОЧАТКОВОЇ ЗАГОТОВКИ ДЛЯ ПРЕСОВИХ ПОКОВОК ТИПУ ПЛАСТИН І КВАДРАТІВ, ОДЕРЖУВАНИХ

ПРОТЯЖКОЮ НА ПЛОСКИХ БОЙКАХ

Мета роботи: розрахувати розміри початкової заготовки для пресових поковок типу пластин і квадратів, одержуваних протяжкою на плоских бойках (рис. 26).

Дані для розрахунку

Рисунок 26 - Схема розкрою злитка

Н = 80 мм; В = 830 мм; L = 1530 мм; маса поковки Мп = 800 кг; кількість поковок n = 3; A = (0,7...0,8)B.

Порядок розрахунку

Варіант 1. Кування поковок типу пластин за схемою “коло - квадрат - пластина”.

1 Визначаємо мінімальний переріз квадратної заготовки, із якого можна одержати пластину перерізом 830х80 мм. Припускаємо, що відносна подача за весь процес кування змінюється у межах

l/В_ср = 0,75...1,

де l - абсолютна подача, яка дорівнює (0,8...1)А;

А - ширина бойків;

В_ср = (а + b)/2 - середня ширина заготовки;

а - сторона квадрата;

b - ширина поковки.

Розрахунок сторони квадрата а виконується за формулою

.

Орієнтовно (для контролю) сторону квадратної заготовки можна визначити за формулою

а = (2Н + 3В) / 5.

2 Вибираємо за таблицею 36 квадрат із стороною а.

Таблиця 36 - Параметри заготовки квадратного перерізу зі стороною а

А

210

250

300

350

400

450

500

520

550

600

3 Величина укова

у = а²/ВН.

4 Визначаємо максимальний діаметр круглої заготовки, із якої можна одержати квадрат із стороною а:

D_max = 1,08 a.

5 Визначаємо масу нековальських відходів, %:

К_но = 100 (М_пр+М_пд+М_уг) /М_сл,

де М_пр = (19,5...21,0) % - маса відходу з прибутком злитка;

М_пд = (3,5...4,5) % - маса відходів із донною частиною злитка;

М_уг = 3 % (одне нагрівання); 4,5 % (два нагрівання); 6 % (три нагрівання); 7,5 % (чотири нагрівання).

6 Припустимий коефіцієнт виходу придатного металу злитка

К = 100 – К_на.

7 Маса ковальських відходів

М_отх = (n - 1) _* 0,28В²Н_р,

де n - кількість поковок, відкованих із злитка.

8 Маса злитка

М_сл = 100 (nМ_п + М_отх) / К_вг .

9 За таблицею 37 вибираємо злиток.

Таблиця 37 - Характеристика і розміри групи деяких обкатаних

злитків, використовуваних АТ НКМЗ

Маса злитка Мзлт , кг	Розміри, мм
	обкатаного злитка		цапфи
	Dб	Lб	dб	lб
3000у	450	1950	-	-
3500	550	1410	-	-
3500у	470	2070	-	-
4000	570	1520	-	-
4100у	490	2230	-	-
4500	600	1540	-	-
4500у	490	2430	-	-

10 Перевіряємо за виходом придатного

К_вг = 100 М_п / М_слт .

11 За таблицею 8 перевіряємо коефіцієнт виходу придатного металу, що не повинний бути більше значень, зазначених у цій таблиці.

12 Об'єм заготовки

V_заг = (nV_п + V_отх)·1,03 = (nBHL + (n - 1) 0,28 B²H)_·1,03.

13 Довжина заготовки

L_заг = 4 V_заг / ПD_б².

14 Перевіряємо умови

L_заг / D_б < 2,5.

15 Наводимо схему розкрою обкатаного злитка (рис. 27).

Рисунок 27 - Схема розкрою обкатаного злитка

Варіант 2. Кування поковок типу пластин за схемою “коло - пластина”.

1 Мінімальний діаметр кола:

D_min = (2B + H) / 3 при В < 800 мм;

D_min = (2B + H) / 3 + (50...70) мм при В > 800 мм.

2 Нековальські відходи (у відсотках):

К_но = 100 (М_пр + М_пд + М_уг) / М_сл.

3 Маса ковальських відходів

М_отх = (n-1) _* 0,28В²Н_р.

4 Маса злитка

М_сл = 100 (nМ_п + М_отх) / К_в .

5 За таблицею 37 вибираємо злиток і D_б, L_б.

6 Якщо D_min > D_б , то вводять операцію осадки і, отже, кування пластини виконують за два нагрівання. При цьому змінюють М_уг, і повторно визначається маса злитка, вибираються за таблицею 37 злиток і D_б, L_б, перевіряється вихід придатного, що повинний бути не вище гранично припустимого, визначається V_заг , L_заг , L_заг /D_б і виконується схема розкрою обкатаного злитка.