Сафонов Г.К. Проектирование и производство заготовок

11

Обозначение группы и категории прочности поковок

Общие технические условия на поковки из конструкционной углеродистой и

легированной стали регламентируются ГОСТ 8479-70.

Поковки, в зависимости от назначения, разделяют на пять групп: группа I –

без механических испытаний, группы II и III – испытания на твердость, группы IV

и V – специальные механические испытания. Поковки IV и V групп по механиче-

ским свойствам разделяют на 16 категорий прочности. Отнесение поковки к той

или иной группе производится потребителем, номер группы указывается в техни-

ческих требованиях на чертеже детали. Нормы твердости для поковок II и III

групп и категории прочности для поковок IV и V групп устанавливаются по со-

глашению изготовителя с потребителем.

Номер группы, категорию прочности и сдаточные характеристики поковки

указывают в технических требованиях на чертеже поковки специальным услов-

ным обозначением. Категория прочности обозначается буквами КП и числом, на-

пример КП 175, где 175 – предел текучести σ

Т

в МПа.

Примеры условных обозначений поковок:

Поковки групп II (III) с твердостью HB 143-179:

Гр. II (III) HB 143-179 ГОСТ 8479-70

Поковки группы IV (V) с категорией прочности КП 490:

Гр. IV (V) КП 490 ГОСТ 8479-70

Марки стали для всех групп поковок устанавливаются по соглашению изгото-

вителя с потребителем и указываются на чертеже детали и поковки. Режимы тер-

мообработки поковок устанавливаются предприятием изготовителем

Выбор штамповочного оборудования и способа штамповки. Разработка

технологических переходов штамповки

При выборе вида штамповочного оборудования и способа штамповки руко-

водствуются конфигурацией детали и экономичностью техпроцесса. Каждый из

видов оборудования и способов штамповки имеет свои преимущества и недостат-

ки. Для рассматриваемой в работе детали (см. рис.2.1.) в равной степени могут

быть применены молот или пресс и оба способа штамповки. Однако конфигура-

ция и размеры поковки в каждом случае будут различными (см. рис.2.2.).

В данной работе вид штамповочного оборудования и способ штамповки обу-

словлены вариантом задания. Эскизы технологических переходов для одного из

вариантов задания представлены на (см. рис. 2.3.). Исходную заготовку нагревают

в индукторе. Штамповку осуществляют в два перехода: предварительный – осад-

ка и наметка углубления, окончательный – в открытом или закрытом штампе на

молоте или КГШП. Отделочные операции: обрезка облоя и пробивка перемычки

на механическом прессе в обрезных штампах, очистка поковок от окалины песком

или дробью, холодная плоскостная калибровка и термическая обработка для сня-

тия внутренних напряжений. Калибровка обеспечивает выполнение технического

12

требования плоскостности поверхностей, образующих толщину поковки

(см. рис. 2.1.)

1 1

2 2

а) б)

1

Р 1 Р 2

2 3

в) г)

Рис.2.2. Схемы штамповки: а – на молоте в открытом штампе; б – на молоте в

закрытом штампе; в – на КГШП в открытом штампе; г – на КГШП в закрытом

штампе; 1 - заготовка; 2 – поковка; 3 – выталкиватель

Р Р

а) б) в)

Р

Р Р

г) д) е)

Рис. 2.3. Эскизы технологических переходов для открытой штамповки на молоте:

а - исходная заготовка; б - осадка; в - штамповка; г - обрезка облоя; д - пробивка

перемычки; е – плоскостная калибровка

13

Последовательность действий при разработке чертежа поковки

Чертеж представляет собой графический документ, выполненный в соответ-

ствии с ГОСТ 7505-89 и стандартов ЕСКД. Чертеж поковки должен быть разрабо-

тан на основании чертежа детали и содержать все данные, необходимые для изго-

товления, контроля и приемки поковки. Линейные и угловые размеры на чертеже

поковки должны быть образованы путем добавления к номинальным размерам

детали припусков на механическую обработку и кузнечных напусков и содержать

сведения о предельно допустимых отклонениях размеров и формы поковки. Ве-

личины припусков, допусков и кузнечных напусков устанавливают в зависимости

от конструктивных характеристик поковки, шероховатости обработанной поверх-

ности детали, изготовляемой из поковки, размеров и массы поковки.

При разработке чертежа поковки соблюдают следующий порядок действий:

Определяют исходный индекс поковки. Назначают припуски на механическую

обработку. Выбирают положение плоскости разъема штампа и назначают штам-

повочные уклоны. Производят расчеты размеров поковки и назначают допуски на

контролируемые размеры поковки. Проектируют наметки отверстий и углубле-

ний. Назначают радиуса закруглений. Формулируют технические требования на

изготовление поковки. Оформляют чертеж поковки.

Конструктивные характеристики поковки

ГОСТ 7505-89 устанавливает следующие конструктивные характеристики

поковки: класс точности, группа стали, степень сложности, конфигурация по-

верхности разъема штампа.

Класс точности устанавливают в зависимости от технологического процес-

са и оборудования для ее изготовления (табл. 1), а также исходя из предъявляе-

мых требований к точности поковки.

Группа стали. Стали, применяемые для получения поковок, подразделяют

на три группы: М1, М2 и М3. При назначении группы стали определяющим явля-

ется среднее массовое содержание углерода и легирующих элементов (Si, Mn, Cr,

Mo, W, V).

М1 – сталь с массовой долей углерода до 0,35% включительно и суммарной

долей легирующих элементов до 2% включительно.

М2 – сталь с массовой долей углерода свыше 0,35 до 0,65% включительно

или суммарной долей легирующих компонентов свыше 2,0 до 5,0% включитель-

но.

М3 – сталь с массовой долей углерода свыше 0,65% или суммарной долей ле-

гирующих компонентов свыше 5,0%.

Степень сложности поковки. По степени сложности поковки подразделяют

на четыре группы: С1, С2, С3 и С4. Степень сложности устанавливают по табл. 2

14

в зависимости от отношения массы G

П

поковки к массе G

Ф

пространственной

геометрической фигуры, в которую вписывается форма поковки. Для рассматри-

ваемой в данной работе поковки описывающей фигурой является цилиндр. При

вычислении G

Ф

габаритные размеры детали увеличивают в 1,05 раза. В качестве

G

П

используют расчетную массу поковки G

Р.П.

(будет показано далее).

Конфигурация поверхности разъема штампа может быть плоской, сим-

метрично или несимметрично изогнутой. В данной работе для всех вариантов

конфигурация поверхности разъема – плоская.

Таблица 2.1

Выбор класса точности поковок

Класс точности

Основное деформирующее

оборудование, технологиче-

ские процессы

Т1 Т2 Т3 Т4 Т5

Молоты:

открытая штамповка

закрытая штамповка

*

КГШП:

открытая штамповка

закрытая штамповка

*

Прецизионная штамповка

или объемная калибровка

*

Прецизионная калибровка – способ штамповки, обеспечивающий устанавливае-

мую точность и шероховатость одной или нескольких поверхностей поковки без

необходимости механической обработки.

Таблица 2.2

Определение степени сложности поковки

Отношение массы поковки

к массе фигуры

(свыше – до)

Степень

сложности

D

T

свыше 0,63

0,32 – 063

0,16 – 0,32

до 0.16

С1

С2

С3

С4

15

Расчетная масса поковки

Массу поковки, которую показывают на чертеже поковки, рассчитывают на

завершающем этапе разработки чертежа поковки по ее номинальным размерам.

На этапе разработки техпроцесса при определении исходного индекса, припусков

и допускаемых отклонений масса поковки неизвестна, поэтому оперируют с ори-

ентировочной, расчетной массой. Расчетную массу поковки вычисляют по фор-

муле

..

,

Р

ПДР

GGК=⋅

(2.1)

где G

Р.П.

– расчетная масса поковки;

G

Д

– масса детали;

К

Р

– коэффициент, зависящий от формы поковки

(для поковок типа фланец К

Р

= 1.5)

Исходный индекс поковки и правила его определения

Исходным индексом поковки называют условный показатель, учитывающий

в обобщенном виде конструктивные характеристики поковки и ее расчетную мас-

су. Исходный индекс служит для назначения основных припусков, допусков и до-

пускаемых отклонений. Исходный индекс определяют по таблице, представлен-

ной на рис. 4. В нижней части рисунка показаны правила пользования таблицей.

Для определения исходного индекса при группе стали М1, степени сложно-

сти С1 и классе точности Т1 в графе «Расчетная масса поковки» находят соответ-

ствующую данной расчетной массе строку и перемещаются вправо только по го-

ризонтали до графы «Исходный индекс». Так, для поковки с расчетной массой

1,5 кг, М1, С1 и Т1 исходный индекс равен 3.

Для определения исходного индекса при группе стали М2-М3, степени слож-

ности С2-С; и классе точности Т2-Т5, от клеточки, соответствующей расчетной

массе поковки перемещаются вправо по горизонтали и вниз по утолщенным ли-

ниям до пересечения каждой из них с вертикальными линиями, соответствующи-

ми заданным значениям М, С и Т. Так для поковки с расчетной массой 3 кг, М2,

С2 и Т2 исходный индекс равен 8.

Общие требования при назначении припусков,

допусков и кузнечных припусков

Требования при назначении припусков, допусков и кузнечных напусков ус-

танавливает ГОСТ 7507-89.

Припуском называют слой металла на поверхности заготовки, предназначен-

ный для удаления при механической обработке. Припуск назначают только на об-

рабатываемые поверхности поковки.

16

Расчетная

масса

поковки, кг

(свыше – до)

Группа

стали

М1 М2 М3

Степень

сложности

поковки

С1 С2 С3 С4

Класс точности

поковки

Т1 Т2 Т3 Т4 Т5

Исходный

индекс

1,0 – 1,8 3

1,8 – 3,2 4

3,2 – 5,6 5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

1,0 – 1,8 3

1,8 – 3,2 4

3,2 – 5,6 5

6

7

8

Рис. 2.4. Определение исходного индекса

(таблица и правила пользования)

Кузнечным напуском называют дополнительный объем металла поковки,

предназначенный для упрощения ее конфигурации или необходимый технологи-

чески для осуществления формообразующих операций. Кузнечные напуски обра-

зуются штамповочными уклонами, радиусами закругления внутренних углов, а

также непробиваемыми перемычками и невыполняемыми поднутрениями и по-

лостями.

Номинальный размер поковки – геометрический параметр, определяемый

исходя из номинального размера детали, припуска и кузнечного напуска. Дейст-

17

вительный размер поковки – фактический размер, полученный измерением с до-

пустимой погрешностью.

Допуском или полем допуска размера поковки называют абсолютную вели-

чину разности между двумя предельно допустимыми размерами, между которыми

должен находиться или быть одним из них действительный размер. Допускаемое

отклонение размера поковки – алгебраическая величина между предельным и но-

минальным размерами поковки.

Допускаемые отклонения формы и расположения поверхностей поковки яв-

ляются самостоятельными величинами и не зависят от допускаемых отклонений

размеров поковки. К ним относятся: смещение по поверхности разъема штампа,

остаточный облой, высота заусенца, отклонение от концентричности и соосности,

отклонение от плоскости и прямолинейности, допуск радиусов закруглений, след

от выталкивателя, изогнутость и радиальное биение.

Линейные размеры на чертеже поковки, образованные с учетом допусков и

кузнечных напусков, должны быть проставлены от исходных баз механической

обработки, согласованных между изготовителем и потребителем, и обозначенных

знаком ∇ на чертеже детали (см. рис. 2.1).

Припуски на механическую обработку

Припуск на механическую обработку устанавливается как величина суммар-

ная, включающая основной припуск и дополнительные припуски, назначаемые

для компенсации отклонений формы и расположения поверхностей поковки. Ве-

личины дополнительных припусков назначают исходя из формы поковки и тех-

нологии ее изготовления. Для поковки, рассматриваемой в данной работе, требу-

ется назначить дополнительные припуски, учитывающие смещение штампов и

отклонение от плоскостности.

Численные величины всех припусков назначают на одну сторону обрабаты-

ваемой поверхности поковки.

При назначении припуска на поверхность, положение которой определяется

двумя и более размерами поковки, устанавливается наибольшее из значений при-

пуска.

Основные припуски на механическую обработку устанавливают по табл.

2.4 в зависимости от исходного индекса, линейных размеров детали и шерохова-

тости ее поверхностей.

Смещением по поверхности разъема штампа называют отклонение формы

поковки в виде наибольшего линейного переноса по плоскости одной части по-

ковки относительно другой (см. рис. в табл. 2.5). Дополнительный припуск, учи-

тывающий смещение по поверхности разъема штампа, назначают по табл. 2.5 в

зависимости от массы и класса точности поковки. Таблица регламентирует вели-

чины дополнительных припусков для случая плоской поверхности разъема штам-

па.

Отклонением от плоскостности называют отклонение, оцениваемое наи-

большим расстоянием от точек действительной поверхности поковки до приле-

18

гающей плоскости (см. рис. в табл. 2.6). Дополнительный припуск, учитывающий

отклонение от плоскостности, назначают по табл.2.6 в зависимости от наиболь-

шего размера и класса точности поковки.

Таблица 2.4

Основные припуски на механическую обработку (на сторону), мм

Диаметр детали

до 40 40 – 100 100 – 160 160 – 250

Толщина детали

до 25 25 – 40 40 – 63 63 – 100

Исходный ин-

декс

100

12,5

10

1,6

1,25

100

12,5

10

1,6

1,25

100

12,5

10

1,6

1,25

100

12,5

10

1,6

1,25

3 0,5 0,6 0,7 0,6 0,8 0,9 0,6 0,8 0,9 0,7 0,9 1,0

4 0,6 0,8 0,9 0,6 0,8 0,9 0,7 0,9 1,0 0,8 1,0 1,1

5 0,6 0,8 0,9 0,7 0,9 1,0 0,8 1,0 1,1 0,9 1,1 1,2

6 0,7 0,9 1,0 0,8 1,0 1,1 0,9 1,1 1,2 1,0 1,3 1,4

7 0,8 1,0 1,1 0,9 1,1 1,2 1,0 1,3 1,4 1,1 1,4 1,5

8 0,9 1,1 1,2 1,0 1,3 1,4 1,1 1,4 1,5 1,2 1,5 1,6

9 1,0 1,3 1,4 1,1 1,4 1,5 1,2 1,5 1,6 1,3 1,6 1,8

10 1,1 1,4 1,5 1,2 1,5 1,6 1,3 1,6 1,8 1,4 1,7 1,9

11 1,2 1,5 1,6 1,3 1,6 1,8 1,4 1,7 1,9 1,5 1,8 2,0

12 1,3 1,6 1,8 1,4 1,7 1,9 1,5 1,8 2,0 1,7 2,0 2,2

13 1,4 1,7 1,9 1,5 1,8 2,0 1,7 2,0 2,2 1,9 2,3 2,5

14 1,5 1,8 2,0 1,7 2,0 2,2 1,9 2,3 2,5 2,0 2,5 2,7

15 1,7 2,0 2,2 1,9 2,3 2,5 2,0 2,5 2,7 2,2 2,7 3,0

16 1,9 2,3 2,5 2,0 2,5 2,7 2,2 2,7 3,0 2,4 3,0 3,3

17 2,0 2,5 2,7 2,2 2,7 3,0 2,4 3,0 3,3 2,6 3,2 3,5

18 2,2 2,7 3,0 2,4 3,0 3,3 2,6 3,2 3,5 2,8 3,5 3,8

19

Таблица 2.5

Смещение по поверхности разъема штампов

Припуски для классов

точности, мм

Масса

поковки

(свыше – до)

Т1 Т2 Т3 Т4 Т5

a

2

a

1

m

m = (a

2

– a

1

)/2

1,0 – 1,8

1,8 – 3,2

3,2 – 5,6

0,1

0,2

0,1

0,2

0,3

0,2

0,3

Таблица2. 6

Отклонение от плоскостности

Припуски для классов

точности, мм

Наибольший

размер

поковки

(свыше – до)

Т1 Т2 Т3 Т4 Т5

Прилегающая плоскость

Р

а

100 – 160

160 – 250

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

Выбор положения плоскости разъема штампа.

Штамповочные уклоны

Поверхность разъема располагают в открытом штампе вблизи середины

толщины поковки, в закрытом – совмещают с одной из торцевых поверхностей:

нижней – при штамповке на молоте, верхней – при штамповке на КГШП.

(см. рис. 2.2).

Штамповочные уклоны назначают по табл. 2.7 на все поверхности, располо-

женные параллельно направлению движения деформирующего инструмента (рис.

2.5). Точки пересечения следов конусных поверхностей, образованных штампо-

вочными уклонами, являются координатами расположения поверхности разъема

штампа и средней линией перемычки. При этом в плоскости разъема штампа и по

средней линии перемычки образуются новые размеры D

П

и d

П

, характеризующие

наибольший наружный и наименьший внутренний диаметры поковки.

20

Таблица 2. 7

Штамповочные уклоны, град

Штамповочное оборудование

Внешние α Внутренние β

Тангенсы

углов

Молоты и

КГШП без выталкивателя

КГШП с выталкивателем

7

5

10

7

tg10

0

=0,1763

tg7

0

=0,1228

tg5

0

=0,0875

а) б)

Рис. 5. Схема, иллюстрирующая образование координат плоскости

разъема (обозначена знаками х – х) и размеров поковок в открытом (а)

и закрытом (б) штампах (z – условное обозначение припуска)

Проектирование углублений

Наметки отверстий выполняют для того, чтобы снизить отходы металла в

стружку. Образующуюся при штамповке перемычку (рис.6) удаляют в дальней-

шем на обрезном прессе. Толщину перемычки рассчитывают по формуле:

0, 45 0, 25 5 0, 6 ,

ОСН

Sdh h

′′

=⋅ − −+

мм (2.2)

где h′ – наметка отверстия ориентировочная;

0,5 2,hT

′

=⋅−

мм (2.3)

d

ОСН

– диаметр основания углубления.

Сафонов Г.К. Проектирование и производство заготовок

Подождите немного. Документ загружается.