Расчет массы и размеров заготовки и определение коэффициента использования металла

Масса заготовки под горячую объемную штамповку и ковку складывается из массы поковки, массы угара и массы обсечки. Если поковку получают из слитков, то дополнительно следует учесть массу прибыльной и донной частей слитка.

G_заг = G_пок + G_уг + G_обс + G_приб + G_g,

где G_заг – масса заготовки;

G_пок – масса поковки;

G_уг – масса угара;

G_обс – масса обсечки;

G_приб – масса прибыльной части слитка;

G_g – масса донной части;

Масса поковки определяется по известному объему V и удельной массе r материала (для углеродистых сталей r = 7850 кг/м³).

Масса угара рассчитывается в процентах от массы поковки зависит от способа нагрева:

при пламенном нагреве 5…7%

при скоростном пламенном нагреве 3…5%

при нагреве в электроустановках 1…3%

В массу обсечки входят масса облоя при штамповке и масса отходов при прошивке и рубке.

Площадь поперечного сечения заготовки определяют в зависимости от типа поковки и способа формообразования. Размер расчетного поперечного сечения округляют до ближайшего большого стандартного, приведенного в таблице 1.

Таблица №1

Ряд стандартных размеров диаметра и длин проката:

Концевые длины проката, мм	Стандартные диаметры проката, D, мм
	5;8;10;12;13;14;15;16;17;18;19;20;21;22;23;24;25;26;27;28;29;30;31;32;33; 34;35;36;37;38;39;40;41;42;43;44;45;46;47;48;50;52;53;54;55;56;58;60;62; 63;65;67;68;70;72;75;78;80;82;85;90;95;100;105;110;115; 120;125;130;135; 140;150;160;170;180;190;200;220;230;240;250.

Зная массу заготовки и ее диаметр, подсчитывают длину заготовки:

Далее выполняют эскиз заготовки и проставляют размеры.

Теперь можно определить коэффициент использования материала:

где G_дет – масса детали;

G_расх – норма расхода металла.

где G_заг – масса заготовки;

m – коэффициент перерасхода металла при рубке проката;

L_T – торговая длина штанги (см. табл. 1);

L_K – средняя длина концевого отхода при рубке.

Для коротких заготовок (L<200 мм) L_K = 0,5L. При ковке крупных поковок из проката концевые отходы, как правило, используются для ковки более мелких, поэтому:

2.6. Выбор способа нагрева и температурного интервала формообразования пластическим деформированием

При индивидуальном и мелкосерийном производствах, а также для нагрева заготовок больших габаритов используются каменные печи, работающие на жидком и газообразном топливе.

В массовом производстве применяются нагревательные устройства с непрерывной загрузкой и выгрузкой заготовок, так называемые установки проходного типа. К ним относится методические печи, электроиндукционные и электроконтактные нагреватели и др.

Температура нагрева заготовок перед обработкой пластическим деформированием определяется видом материала, размерами заготовки, способом и продолжительностью деформирования. С повышением температуры нагрева снижается сопротивление деформированию, повышается, как правило, пластичность. Максимальная температура нагрева ограничивается явлениями порчи металла (перегрев, пережег). Для углеродистых сталей максимальная температура заготовки должна быть на 100…200^оС ниже линии солидуса АHJE на диаграмме Fe-Fe₃С. Важное значение имеет температура окончания пластического деформирования, от которой зависят не только пластичность и сопротивление деформации, но и свойства готовых поковок. Нижняя граница температурного интервала обработки пластическим деформированием для углеродистых сталей близка к прямой и расположена для малоуглеродистых сталей ( ) в районе 750^оС, а для высокоуглеродистых сталей(>0,6%С) – около 900^оС.

Для выбора температурного интервала пластического деформирования заданной марки стали, следует пользоваться диаграммой состояния Fe-Fe₃C.