Выбор оборудования для осадки
К о в о ч н ы е м о л о т ы работают по принципу ударного действия,
при котором мощность удара определяется главным образом массой падаю-
щих частей молота. Металл деформируется за счет энергии, накоплен-ной падающими (подвижными) частями молота к моменту их соударения с заготовкой.
В номинальную массу падающих частей молота входят массы бабы, штока, поршня, верхнего бойка и других сопряженных с ними деталей. Мощность молота принято выражать массой падающих частей в тоннах (т) и килограммах (кг).
Ориентировочные данные для выбора ковочных молотов в зависимости от формы и размера заготовки приведены в табл. 4.1.
Р а с ч е т р а з м е р о в и м а с с ы з а г о т о в к и. Массу исходной заготовки при ковке из проката определяют по формуле
mз = mп + mo,
где mп – масса поковки, кг; mo – масса отходов на обсечки и угар, кг.
Если поковку обрабатывают резанием, то подсчет массы металла про-водят по номинальным размерам поковки без учета допусков. Если поковка механически не обрабатывается, то подсчет массы металла проводят с учетом максимальных значений допусков, т. е. по максимальным размерам поковки.
| Таблица 4.1 | ||||
| Данные для выбора массы падающих частей ковочных молотов | ||||
| Масса | Максимальное сечение | Примерная масса поковок, кг | ||
| падающих | ||||
| заготовки – сторона квадрата | гладких | фасонных | ||
| частей | ||||
| или диаметр исходной заготовки, мм | ||||
| молота, кг | ||||
| До 8 | До 1,5 | |||
| 8–12 | 1,5–2 | |||
| 12–15 | 2–5 | |||
| 15–35 | 5–8 | |||
| 35–60 | 8–18 | |||
| 60–120 | 18–30 | |||
| 120–125 | 30–70 |
Массу поковки подсчитывают по формуле
mп = Vпρ,
где Vп – объем металла поковки, см3; ρ – плотность; для стали ρ = 7,85 г/см. Массу отходов на обсечки и угар берут обычно в процентах от массы
поковки. Ее значение составляет 1,5–2,5 % (зубчатые колеса – 8–10 %; глад-кие валы, бруски – 5–7 %; валы и вилки с уступами, болты – 7–10 %; гаечные ключи, шатуны – 15–18 % и др.).
| Таблица 4.2 | |||||||||
| Механические характеристики сплавов при ковочных температурах | |||||||||
| Марка | Температура | σ02 | σв | δ | Ψ | ||||
| сплава | ковки, °С | МПа | % | ||||||
| Ст3сп | |||||||||
| – | |||||||||
| – | |||||||||
| – | |||||||||
| – | |||||||||
| – | |||||||||
| – | |||||||||
| – | |||||||||
| У7 | – | ||||||||
| – | |||||||||
| – | |||||||||
| – | |||||||||
| – | |||||||||
| У10 | – | ||||||||
| – | |||||||||
| – | |||||||||
| Амг2 | – | ||||||||
| – | |||||||||
| – | |||||||||
| АК4 | – | ||||||||
| – |
Примечание. σ – относительное удлинение; ψ – относительное сужение.
Площадь поперечного сечения исходной заготовки определяют исходя из площади поперечного сечения детали, характера обработки и степени уковки. Если основной операцией при ковке является вытяжка, то площадь поперечного сечения исходной заготовки Fз находят по формуле
Fз = FпК,
где Fп – площадь поперечного сечения поковки, см2; К – степень уковки, рав-ная для проката 1,3–1,5, для слитка – 1,5–2.
Длину исходной заготовки Lз, см, можно определить из формулы
Lз = Vп + V0 = Vз ,
Fз Fз
где V0 – объем отходов, см3; Vз – объем заготовки, см3.
Для облегчения расчетов объемы сложных деталей разбивают на объемы элементарных фигур. По табл. 4.2 выбирают массу падающих частей молота.
В ы б о р п р е с с а. Для выбора пресса нужно определить величину усилия, обеспечивающего процесс деформации.
Усилие пресса (МН), необходимое для осадки заготовки круглого или квадратного сечения, можно определить по формуле
Р = k (1 + 0,17Dср / Н1)σвF · 10−6,
где k – масштабный коэффициент, k = 0,75; Dср – средний диаметр поковки после осадки, Dср = D Н / Н1 , мм; σв – предел прочности сплава при темпе-
ратуре осадки, приближенно равный пределу текучести сплава σт или σ02 при той же температуре (табл. 4.2); F – площадь поперечного сечения поковки
| πD | ||||||||||||
| после осадки, F = | ср | |||||||||||
| , | мм . | |||||||||||
| Таблица 4.3 | ||||||||||||
| Основные параметры ковочных гидравлических прессов | ||||||||||||
| Параметр | Норма | |||||||||||
| Номинальное усилие пресса, МН | 3,15 | 12,5 | 31,5 | |||||||||
| Наибольший ход подвижной тра- | ||||||||||||
| версы (рамы), мм | ||||||||||||
| Расстояние между столом и под- | ||||||||||||
| вижной траверсой (рамой) | в ее | |||||||||||
| верхнем положении, мм | ||||||||||||
| Размер рабочей зоны в свету по- | ||||||||||||
| перек оси ковки, мм | ||||||||||||
| Размеры выдвижного стола, мм: | ||||||||||||
| ширина | ||||||||||||
| длина, не менее |
Полученное значение усилия пресса используют для выбора кузнечного оборудования (табл. 4.3).
Порядок выполнения работы
1. Ознакомиться с основным инструментом и операциями свободной ковки, достоинствами и недостатками процесса ковки, областью примене-ния.
2. Изучить принцип действия гидравлического пресса и пневматичес-кого молота.
3. Взять у учебного мастера две цилиндрические заготовки из дефор-мируемого алюминиевого сплава. Представить эскизы, измерить высоту Н и диаметр D заготовок, проставить размеры и занести в табл. 4.4.
| Таблица 4.4 | ||||
| Результаты осадки заготовок из цветных сплавов | ||||
| Обозначение | Размер | Размер поковки после осадки | ||
| размеров | исходной | |||
| заготовки | с применением смазки | без применения смазки | ||
H
D
У
EH
4. На торцы одной заготовки нанести смазку в виде машинного масла или суспензии графита в масле.
Осадить заготовки на гидравлическом прессе без предварительного нагрева.
5. Замерить размеры поковок после осадки со смазкой и без смазки
(рис. 4.3).
| а | б | |
| Рис. 4.3. Эскизы поковок после осадки: а – без смазки; б – со смазкой |
6. Определить для каждой из поковок величину уковки
У = H
H1
и степень деформации
EH = H − H1⋅100 %.
H
7. Выбрать оборудование для осадки заготовок из алюминиевых сплавов или стали, получив у преподавателя данные о марке сплава, температур-ном режиме ковки.
8. Сделать выводы.
Содержание отчета
1. Зарисовать схемы операций свободной ковки.
2. Зарисовать заготовку из деформируемого алюминиевого сплава.
3. Зарисовать поковки после осадки со смазкой и без смазки.
4. Указать размеры заготовки и поковок на эскизе (рис. 4.3) и занести их в табл. 4.4.
5. Определить для каждой из поковок величину уковки У и степень деформации ЕН. Полученные значения занести в табл. 4.4.
6. Сделать расчет параметров оборудования для осадки, получив у преподавателя данные.
7. Зарисовать схему оборудования, выбранного для ковки.
Контрольные вопросы
1. Что такое коэффициент уковки? Каковы его величины при ковке слитка и прокатанной заготовки?
2. Зарисуйте операцию ковки отрубка и применяемый при этом кузнечный инструмент.
3. Схема устройства и работа пневматического молота.
4. Схема устройства и работа гидравлического пресса для ковки металла.
5. Изложите технологию изготовления поковки шестерни. Какие при этом выполняются операции?
6. Зарисуйте схему операции прошивки для получения отверстий большого диаметра.
7. Чем объясняется неравномерная деформация при выполнении осадки?
Составители: Иванов Сергей Иванович
Петренко Андрей Александрович
КОВКА МЕТАЛЛОВ
Методические указания
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
ЛР№04779 от 18.09.16. В набор . В печать .
Объём усл. п. л. уч. – изд. л. Офсет. Формат 60´84/16.
Бумага тип №3. Заказ № . Тираж . Цена «С»
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
Издательский центр ДГТУ
Адрес института и полиграфического предприятия:
344010. Ростов-на-Дону, пл. Гагарина, 1.