» » Выбор размеров заготовки для штамповки на молотах и прессах

Выбор размеров заготовки для штамповки на молотах и прессах

Все расчеты размеров заготовки делаются, исходя из постоянства объема. Иначе говоря, объем металла заготовки должен быть равен объему металла поковки с учетом отходов (заусенец, угар). Имея чертеж поковки, легко подсчитать ее объем, а если имеется образец поковки, то лучше всего его взвесить. Полученный вес надо разделить на удельный вес металла, и получим готовый объем. Например, образец стальной поковки весит 50 кг, т. е. 50 000 г. Объем ее будет:

По чертежу поковки объем ее определяется при помощи геометрических формул объемов простейших тел: цилиндра, конуса, призмы и т. д. Для этого поковку надо разбить так, чтобы выявились такие простые тела. Допустим, имеется чертеж поковки шестерни (фиг. 191, а). Нужно определить ее объем; для этого разбиваем поковку на простейшие объемы V1, V2 и V3. Полученные три тела представляют собой усеченные конусы. Причем тело V1 состоит из двух таких конусов, разделенных линией разъема штампов. Для определения неизвестных на чертеже диаметров больших оснований конуса D1, D2 и D3 используются углы уклонов. Например, диаметр D1 определяется так:

по тригонометрическим таблицам tg4° = 0,0697 = 0,07. Диаметр D0 принимаем с учетом половины плюсового допуска, т. е.

Между прочим, если не учесть плюсового допуска, объем поковки может быть недостаточным и металла заготовки, рассчитанной по этому объему, не хватит для получения качественной поковки.
Таким образом, D1 = 101,3+2*110*0,07=116,7 мм. Для упрощения расчетов находим радиусы

Объем усеченного конуса определится по формуле

Точно так же находим объемы

Складывая все три объема, получим объем поковки:

Объем заготовки должен быть больше объема поковки на величину заусенца и потерь нa yгap. Нужно найти их. Объем заусенца находят по объему заусенечной канавки чистового ручья штампа, который определяется по площади поперечного сечения канавки F и ее периметру P с учетом того, что канавка заполняется неполностью. Площадь сечения канавки и периметр заусенца можно определить расчетом по размерам, но обычно объем заусенца определяют по готовым формулам, куда входит периметр поковки. Например, для поковок круглых в плане, как изображенная на фиг. 191, а, объем заусенца равен:

где b и b1 соответственно ширина мостика и магазина.
Допустим, площадь заусенечной канавки Fзаус = 2,01 см3. Периметр поковки Pпох = пD2 = 3,14 20,15 = 66,5 см.
Тогда Vзаус = 0,7*2,01[66,5+0,7(1,0+2,8)] = 96,82 = 97 см3.
Прежде чем определить объем потерь на угар, подсчитаем суммарный объем поковки с заусенцем (без угара) или, как его называют, объем расчетной горячей заготовки:

Если учесть процент угара, допустим 2% при газовом нагреве, то получим объем холодной заготовки:

Для того чтобы определить длину заготовки, нужно сначала задаться ее сечением или толщиной. Если поковка штампуется из торцовой заготовки, где первый переход осадка, то диаметр заготовки может быть найден из условия осадки без изгиба

где принимается

Если примем m=2, то в нашем примере диаметр заготовки будет

Теперь легко найти длину заготовки

Как видно, для того чтобы определить диаметр заготовки и ее длину, требуется задаться величиной m, которая изменяется от 1,5 до 2,8. Если принять меньшее значение, то диаметр заготовки получится больше, а если принять т больше, то заготовка будет меньше. Для лучшего заполнения ручьев штампа целесообразнее принимать больший диаметр заготовки, но это по условиям производства не всегда возможно, например, когда отсутствуют крупносортные ножницы для резки заготовок. Некоторые работники считают также, что, наоборот, нужно заготовку выбирать меньшего диаметра, так как металл получает больший уков, а следовательно, лучшее качество.
Для поковок удлиненной формы диаметр заготовки выбирается из различных соображений. Например, если имеется протяжной ручей (без подкатного), то диаметр или сторону квадрата принимают по наибольшей площади поперечного сечения поковки. Допустим, имеется поковка, изображенная на фиг. 191, б. Диаметр ее заготовки определяется по площади сечения большой головки с учетом объема металла на заусенец. Иначе говоря, здесь нельзя просто принять диаметр заготовки равным диаметру поковки в этом месте, а нужно к площади сечения поковки прибавить площадь сечения заусенца, а потом пересчитать все это на круг, если выбирается круглая заготовка, или на квадрат, если заготовка квадратная.
Предположим, что у нашей поковки площадь сечения заусенца (по одну сторону поковки) равна Fзаус = 1,0 см2, тогда площадь заготовки

диаметр заготовки

Если поковка будет штамповаться с подкатным ручьем, т. е. с набором металла, то диаметр заготовки выбирается по средней площади поперечного сечения поковки. Для этого в необходимых случаях строится картина распределения сечений по длине поковки с учетом заусенца, как ее называют, эпюра диаметров. Длина заготовки по имеющемуся диаметру заготовки легко находится по формулам объема цилиндра — для круглой и призмы — для квадратной заготовки. В длине заготовки учитывается клещевой конец, если он необходим при штамповке.

Выбор рационального, наименьшего размера заготовки — дело большой государственной важности. Чем меньше заготовка, тем меньше уходит металла в заусенец и клещевину, на припуски и напуски. А это все представляет из себя отходы кузнечного производства, которые должны быть снижены до минимума или полностью устранены. Нужно отметить, что совершенно твердых правил определения размеров заготовки пока еще нет, и технологи, разрабатывая технологический процесс, часто, кроме известных методов расчета, пользуются своим практическим опытом. Штамповщик часто лучше технолога может назвать наиболее подходящий размер заготовки, так как он лучше чувствует течение металла в ручьях, заполнение фигур штампов, необходимость большего или меньшего заусенца, а также необходимость, например, клещевого конца.
Очень характерным в этом отношении является пример кузнецов-штамповщиков Московского автомобильного завода В. Кокошка, Н. Иванова, И. Антонова. Тщательно следя за своими приемами работы, анализируя и критикуя конструкцию штампов, они внесли немало предложений, значительно уменьшающих расход металла на поковки. Шестерня бортредуктора заднего моста автомобиля ЗИС-150 штамповалась из заготовки диаметром 95 мм с клещевым концом длиной 20—25 мм сначала в протяжном, подкатном, а потом в чистовом ручье (фиг. 192, а). Расход металла на каждую поковку составлял 11,68 кг. Кузнецы предложили штамповку вести без клещевого конца. Для этого они ввели новый метод штамповки и изменили конструкцию штампов. Было предложено подкатной и чистовой ручей перевернуть на 180°; в подкатном, кроме того, убрать перемычку для клещевины и его укоротить (фиг. 192, б). Теперь штамповка ведется так: заготовка диаметром 95 мм зажимается в клещи и подается в протяжной ручей, где и оттягивается на нужную длину. Затем заготовка поворачивается на 180°, подхватывается за оттянутую часть уже другими, более приспособленными клещами и перекладывается в подкатной ручей. Отсутствие пережима в подкатном ручье не сказывается на качестве набора металла. Штамповка в подкатном ручье ведется в клещах, штамповка же в чистовом — без клещей. Для съема поковки с чистового ручья предусмотрены выемки шириной 30 мм, куда вкладываются концы рычагов (ломиков).
Все это позволило значительно укоротить заготовку и уменьшить ее вес до 9,6 кг.

title-icon Подобные новости