Профессиональное обучение

Ручная ковка

Разработка чертежа поковки и определение размеров исходной заготовки

Наряду с технологической картой чертеж поковки является важнейшим производственным документом. После того как предварительно выбрали способ обработки (ковка или штамповка), тип оборудования, определили в основных чертах технологическую последовательность ковки, приступают к разработке чертежа поковки. Его разрабатывают на основе чертежа готовой детали, технических условий на нее в соответствии с указаниями ГОСТа на допуски, припуски и напуски на поковки различной формы, изготовляемые из углеродистой и легированной сталей. Припуски на обработку, допуски на размеры поковок, а также условия образования уступов, выемок, фланцев, буртов регламентированы ГОСТ 7829—70 для поковок, изготовляемых на молотах, и ГОСТ 7062—79 — для поковок массой до 100 т, изготовляемых на прессах. В ГОСТах приведены наибольшие значения припусков и допусков, превышение которых не допускается, но возможность их уменьшения при условии получения годной детали после обработки резанием нужно учитывать при разработке технологического процесса. [an error occurred while processing this directive]

В соответствии с чертежом готовой детали, т. е. детали после окончательной механической обработки, тонкими линиями вычерчивают ее контур и основные участки. Припуски и допуски определяют в зависимости от типа поковки и соотношения ее размеров. Зная форму и размеры напусков, значения припусков и допусков, вокруг контура готовой детали наносят чертеж поковки. Номинальные размеры поковки проставляют с допусками на точность изготовления (см. рис. 7.9, а, б). Под размерными линиями ниже номинального размера поковки в круглых скобках указывают номинальный размер готовой детали. Проставляемые на чертежах размерные числа округляют в соответствии с указаниями ГОСТа.

На листе, где изображен чертеж поковки, обычно в его правой части записывают технические условия на изготовление последней. В зависимости от требований, предъявляемых к поковке, технические условия могут содержать следующие предписания:

• возможность замены марки металла с указанием заменителей; вид термообработки с указанием ее результатов в отношении твердости или структуры;
• способ очистки и отделки поверхностей (химическое травление, очистка во вращающемся барабане или дробеструйной установке, калибровка и др.);
• допустимые наружные и внутренние дефекты (вмятины и окалина, риски от инструмента и др.);
• методы и объем испытаний и контроля;
• условия приемки, маркировки и порядок сдачи заказчику.

Пример составления чертежа поковки вала-шестерни показан на рис. 7.10. На рис. 7.10, а представлен чертеж готовой детали. Материал вала — сталь 40Х; масса — 75,7 кг. При массе 75 . . . 100 кг поковку рекомендуется ковать на молоте, поэтому припуски, напуски и предельные отклонения определяют по ГОСТ 7829—70.

Рис. 7.10. Чертеж готовой детали (а), поковки с основными (б) и суммарными (в) припусками, окончательный чертеж поковки (г): 1 ... 3 - участки поковки

На листе в масштабе вычерчивают тонкими линиями контур готовой детали (рис. 7.10, б). Вместо впадин зубьев шестерни и шпоночной канавки предусматривают напуски. По ГОСТ 7829—70 находят сначала основные припуски и допуски на диаметры ступеней: на диаметры 75,85 и 90 мм σ = 10 ± 3 мм; на диаметр 105 мм σ = 11 ±3 мм; на диаметр 172,64 мм σ = 13 ± 4 мм.

Для облегчения рассуждений на рис. 7.10, б дан контур поковки с основными припусками и допусками на диаметры ступеней. Кроме основных припусков в соответствии с ГОСТом назначают дополнительные припуски, учитывающие эксцентриситет. Их назначают на диаметры всех ступеней, кроме основного сечения, которым в данном случае является сечение с наибольшим диаметром, равным 186 ± 4 мм. В соответствии с табл. 3 ГОСТа на диаметры 75, 85 и 90 мм дополнительный припуск S - 5 мм, а на диаметр 105 мм S= 4 мм. На рис. 7.10, в показана поковка с суммарными припусками на диаметры ступеней.

Далее определяют возможность изготовления уступов в процессе ковки. В нашем случае размеры уступов поковки меньше минимальных по ГОСТу, поэтому уступы не выполняются. Вместо них назначают напуски на участки 1 и 3 поковки (рис. 7.10, г) , а уступы на детали будут получены при последующей обработке резанием.

Припуск на общую длину поковки в соответствии с ГОСТом составляет 2,5 припуска на размер выступа наибольшего сечения, т. е. (13 ± 4) • 2,5 = 33 ± 10 мм. Припуск на длину выступа равен 1,5 припускам на диаметр, т. е. (13 ± 4) • 1,5 = 20 ± 6 мм.Угол скоса торцов поковки и уступов должен составлять 10 °.

Окончательный чертеж поковки представлен на рис. 7.10, г. Чертежи, показанные на рис. 7.10, б, в, являются вспомогательными, на чертеже поковки они не приводятся. На окончательном чертеже поковки вала-шестерни записывают, например, следующие технические условия:

1. допускается пологая вырубка поверхностных дефектов на глубину до 0,5 припуска на механическую обработку;
2. поковку клеймить: номер заказа, номер чертежа, номер плавки.

После составления чертежа поковки определяют размеры и форму исходной заготовки. Масса исходной заготовки mисх должна быть равна сумме масс — поковки mпок и всех отходов _тmотх, т. е. _mисх = _mпок + _mотх.

Объем поковки определяют по чертежу, для чего поковку разбивают на ряд простейших по форме составных частей, таких, как цилиндр, шар, конус, призма или их части. Объемы указанных элементарных частей определяют по известным формулам и суммируют: V_пок =V₁ + V₂ + ... + V_n . Расчеты объемов ведут по номинальным размерам поковки.

Итак, для изготовления поковки вала-шестерни необходимо взять круглую заготовку Ø 230 мм, длиной 366 мм и массой 118,6 кг.

Молот выбираем в зависимости от массы поковки и ее наибольшего сечения. Поковку массой 118,6 кг с максимальным диаметром 186 мм рекомендуется обрабатывать на паровоздушном ковочном молоте с массой ударных частей 2 т.

Контрольные вопросы

1. Что называется технологическими процессом, операцией, переходом?
2. Перечислите этапы технологического процесса изготовления поковки.
3. Какие сведения необходимо знать при разработке технологического процесса ковки?
4. Как определяют припуски, допуски и напуски на поковки?
5. Каков порядок разработки чертежа поковки и определения массы и размеров исходной заготовки?
6. Перечислите потери металла при изготовлении поковок из слитка и из проката.
7. Какими коэффициентами определяют экономичность расхода металла при ковке?
8. Почему выгодно ковать поковки по ’’минусовым допускам”?