Расчет технологических переходов ковки

Заготовительные операции: оттяжка цапфы (хвостовика) слитка под клещи манипулятора и биллетировка

Ковку слитка начинают с оттяжки его хвостовика (цапфы), необходимого для удержания заготовки патроном или клещами манипулятора. Его размер находится в интервале 0,3 0,5 среднего диаметра слитка. Оттяжку хвостовика производят из прибыльной части слитка. После этого с целью уплотнения металла и повышения пластичности поверхностного слоя слитка обкатываются его грани (операция биллетировки), с величиной единичного обжатия не более 35 50 мм за проход и подачей не более половины ширины бойка. Обжатия производятся от донной части слитка к прибыли в вырезных бойках. При этом уничтожается конусность слитка, который приобретает форму заготовки с круглым поперечным сечением, диаметр которой равен размеру донной части по впадинам. Расчетные значения показателей технологических переходов оттяжки хвостовика и биллетировки приведены в табл. 3. По окончанию биллетировки отрубают донную часть слитка (рубка поддона).

 

Таблица 3

Показатели технологических переходов: оттяжки хвостовика и биллетировки

 

№	Показатели технологических переходов	Значения показателей
	Поперечный размер цапфы (хвостовика). мм.	300 300.
	Величиной единичного обжатия при биллетировке за проход, мм.	35 50.
	Величина диаметра обкатанной заготовки , мм(площадь поперечного сечения , м ).	= 0,375; = 0,1104
	Величина укова биллетировки .	= = = 1,22

Основные операции: много переходная протяжка в комбинированных бойках по схеме: круг – пластина – квадрат – круг

Для ковки длинных массивных заготовок, таких как вал гребной, применяется "протяжка от себя", когда место обжима отодвигается от места удержания заготовки и ковка начинается с ее середины. В качестве варианта чередования обжатий и кантовок применяется протяжка с кантовкой заготовки в обе стороны (рис. 2.3). Из возможных вариантов схемы переходов протяжки выбрана ковки по схеме круг – пластина – квадрат – круг в комбинированных бойках.

 

Рис. 2.3. Эскиз чередования обжатий и кантовок при протяжке с кантовкой в обе стороны

 

Технологическиеограничения на параметры протяжки назначаются из условия соблюдения экономичности процесса, качества прокованного материала и отсутствия дефектов в виде зажимов и трещин, которые имеют значения [15, 17]:

- относительная подача под бойки на каждом обжиме

= = 0,5 0,7;

(2.5)

- степень деформации за каждый обжим

= 0,05 0,3;

(2.6)

- отношение величины абсолютной подачи под бойки на каждом обжиме к ширине бойка

= 0,3 0,75.

(2.7)

Количество переходов определяется исходя из величины общего укова по выражению

= = .

(2.8)

или при равенстве величины укова на переходах

= и = .

(2.9)

В случае равенства относительных подач на проходах внутри каждого перехода , величина укова за переход рассчитывается по формуле [17]

= = ,

(2.10)

где - отношение объема металла, смещенного на каждом обжиме по ширине к объему металла, смещенного по высоте, 0,42 .

Задаемся = 0,2, = 0,5, тогда = = 1,43. Величина укова при протяжке равна = , где = площадь поперечного квадратного сечения мм протянутой заготовки перед обкаткой на круг диаметром ø195 мм. Тогда = = 2,8 и количество переходов при протяжке равно = = 2,9 3 и уточненная величина укова за переход имеет значение = 1,41.

Используя выражение (2.10), связывающее величину укова с коэффициентом интенсивности протяжки и степенью деформации ,

= или = ,

(2.11

и значений принятых ограничений: = 0,2, = 0,2 (при = 0,5), рассчитаны размеры протягиваемой заготовки по переходам. Их величина, а также все технологические показатели протяжки приведены в табл.4.

После протяжки квадратное сечение мм перековывают на круглое с диаметром мм и отрубают хвостовик.

 

Завершающие и отделочные операции: термообработка, правка и технический контроль

Термическая обработка предусматривает получение оптимальной структуры металла с заданными механическими и физико-химическими свойствами.

Для среднеуглеродистой стали, с содержанием углерода от 0,3 до 0,5 %, из которой получаем поковку вала гребного, применяют нормализацию с высоким отпуском (600..650°С). Механические свойства по сравнению с закалкой при этом будут несколько ниже, но процесс нормализации более простой, даёт меньшую деформацию (коробление), а также способствует исправлению структуры.

При отпуске закалённая сталь нагревается до температуры не выше точки и производится выдержка при этой температуре с последующим охлаждением[1, c.224].

После термообработки поковки проходят технический контроль на проверку кривизны. Поковки проверяются в призмах на разметочной плите с помощью рейсмуса и линейки. В случае превышения кривизны 1 мм на 1 погонный метр поковка подвергается правке в холодном или подогретом состоянии, а далее термообработке в виде отпуска для снятия напряжений. Температура отпуска должна быть ниже не менее 20 температуры основного отпуска.