- •Технология ковки и объемной штамповки
- •Часть I. Составление чертежа штампованной поковки
- •Содержание
- •Введение
- •I Конструирование поковки, штампуемой по открытой схеме
- •1.1. Выбор конфигурации и положения поверхности разъема штампа
- •1.2 Основные характеристики поковки: расчетная масса, группа стали, степень сложности, класс точности, исходный индекс
- •Припуски на механическую обработку
- •1.4 Допуски, допускаемые отклонения линейных размеров и формы тела поковки
- •Кузнечные напуски
- •II Конструирование поковки, штампуемой по закрытой схеме на гкм (с двумя плоскостями разъема)
- •2.1 Припуски на механическую обработку, допуски, допускаемые отклонения размеров и формы тела
- •2.2 Выбор конфигурации и положения поверхности разъема
- •2.3 Кузнечные напуски
- •III Оформление чертежа поковки
- •IV Оформление чертежа горячей поковки
- •Приложение. Примеры составления чертежей поковок
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 3х наружных диаметров) плоскость разъема назначается в плоскости 2х 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 2х 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
mп.р. =mд ×кр , (1)
где mп.р - расчетная масса поковки, кг;mд – масса детали, кг;
кр – расчетный коэффициент, устанавливаемый по таблице 1.
Таблица 1. Определение расчетного коэффициента кр
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 2х 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 .