Визначення характеристик штампованої поковки

Штамповану поковку характеризують наступні показники:

- група сталі. Визначають за табл. 2.1 [2, С.8, табл. 1]. При визначенні групи сталі визначаючим є середній масовий вміст вуглецю та легуючих елементів (кремнію, марганцю, хрому, нікелю, молібдену, вольфраму та ванадію);

- ступінь складності. Визначають за табл. 2.2 [2, С.8, табл. 1] в залежності від коефіцієнту складності:

, (2.2)

де m_ф – маса геометричної фігури найменшого об’єму, в яку може бути вписана поковка, кг.

- клас точності призначають в залежності від обладнання, на якому здійснюють основний технологічний процес штампування (табл. 2.3 [2, C.28, табл. 19]). Допускається призначати різні класи точності для різних розмірів однієї й тієї ж поковки. В цьому випадку клас точності поковки в цілому визначається за переважним числом розмірів одного класу точності;

- конфігурація площини рознімання штампу: П – плоска; И_с – симетрично вигнута; И_н – несиметрично вигнута.

Таблиця 2.1 – Групи сталей штампованих поковок

Вміст вуглецю	до 0,35% включно	понад 0,35% до 0,65 включно	понад 0,65%
Сумарний вміст легуючих елементів	до 2,0% включно	понад 2,0% до 5,0% включно	понад 5,0%
Група сталі	М1	М2	М3

Таблиця 2.2 – Ступені складності штампованих поковок

Коефіцієнт складності kC	Понад 0,63	від 0,63 до 0,32	від 0,32 до 0,16	менше 0,16
Ступінь складності штампованої поковки	С1	С2	С3	С4

 

Таблиця 2.3 – Вибір класу точності штампованих поковок

Основне деформаційне обладнання технологічного процесу	Клас точності
Т1	Т2	Т3	Т4	Т5
Кривошипні гарячештампувальні преси:
відкрите штампування				+	+
закрите штампування		+	+
вичавлювання			+	+
Горизонтально-ковочні машини				+	+
Преси гвинтові, гідравлічні				+	+
Гарячештампувальні автомати		+	+
Штампувальні молоти				+	+
Калібрування об’ємне (гаряче і холодне)	+	+
Прецизійне штампування	+
Примітки: 1. Прецизійне штампування – спосіб штампування, що забезпечує встановлену точність та шорсткість однієї чи декількох функціональних поверхонь поковки так, що їх не треба піддавати остаточній обробці. 2. При нагріванні заготовок полум’ям дозволяється знижувати точність для класів Т2–Т4 на один клас. 3. При холодному або гарячому площинному калібруванні точність приймають на один клас вище.

2.2.4 Визначення вихідного індексу заготовки здійснюють за [2, C.10, табл. 2]. Для цього в графі „маса поковки” знаходять рядок, який відповідає масі заготовки та зміщуючись горизонтально вправо або по потовщеним лініям вправо і вниз до перетину з вертикальними лініями, які відповідають встановленим значенням групи сталі М, ступеню складності С та класу точності Т визначають вихідний індекс.

Приклади визначення вихідного індексу (рисунок 2.1):

1. Поковка масою 0,5 кг, група сталі М1, ступінь складності С1, клас точності Т2. Вихідний індекс – 3.

2. Поковка масою 1,5 кг, група сталі М3, ступінь складності С2, клас точності Т1. Вихідний індекс – 6.

Рисунок 2.1 – Визначення вихідного індексу поковки [2]

2.2.5 Вибір рознімання штампу. Відповідно до [2] конфігурація площини рознімання може бути плоскою (П); симетрично зігнутою (И_С); несиметрично зігнутою (И_Н). При виборі площини рознімання штампу слід керуватися наступними правилами [6]:

1. Площина рознімання штампу завжди перпендикулярна руху робочого органу машини.

2. Площина рознімання штампу має гарантувати розкриття штампу та видалення поковки. Бічні заглиблення на поковках не можна одержати.

3. Площина рознімання штампу має забезпечувати найменшу глибину та найбільшу ширину рівчака штампу. Виняток становлять поковки типу тіл обертання, довжина яких не більше трьох діаметрів. В цьому випадку процес торцевого штампування або висаджування є більш економічним. При більшій довжині поковки площину рознімання розташовують вздовж вісі.

4. Площина рознімання штампу має забезпечувати контроль за зміщенням половин штампу. З цією метою найчастіше площину рознімання штампу призначають в середній частині бічної поверхні з найбільшим периметром.

5 Бажано, щоб поверхня рознімання штампу була плоскою з метою запобігання зсуву штампу та жолобленню поковки при обрізання облою. Якщо це неможливо, то кут нахилу до горизонтальної площини не повинен перевищувати 60°, а кінці поковки бажано розташовувати на одній висоті.

6. Якщо у поковки один бік плоский, то всю поковку розташовують в нижній половині штампу, в цьому випадку зміщення штампу не впливає на точність розмірів.

7. Вибираючи площину рознімання слід враховувати розташування волокон та умови роботи деталі.

8. При штампуванні на молотах високі та тонкі виступи розташовують в верхній половині штампу, при цьому їх охолодження менше – за рахунок меншого часу контакту заготовки зі штампом.

9. Якщо заглиблення або отвори наявні у взаємно перпендикулярних напрямках, необхідно забезпечити найменший об’єм металу, який буде видалятись механічною обробкою, тобто найменший об’єм металу на напуски, припуски та штампувальні уклони. Приклад наведено на рисунку 2.2. Варіант на рисунку 2.2 а є доцільним при малому отворі та широкій канавці; на рисунку 2.2 б – при невеличкій ширині канавки і отворі великого діаметру.

а	б
Рисунок 2.2 – Вплив вибору площини рознімання на об’єм напусків

2.2.6 Оцінювання можливості виконання штампуванням отворів та заглибин. Отвори і заглибини можна одержувати штампуванням тільки в тому випадку, коли їх вісь співпадає з напрямком руху робочого органу штампувального обладнання.

Наскрізні отвори одержати безпосередньо в штампі неможливо, тому роблять намітку під отвір з обох боків, залишаючи перемичку. В подальшому перемичку видаляють прошиванням на обрізному пресі в спеціальному штампі.

Намітку наскрізних отворів з наступним прошиванням перемички виконують, якщо їх діаметр чи ширина більші, або дорівнюють висоті поковки, проте не менші, ніж 30 мм. В противному разі обмежуються одержанням лише глухих наміток глибиною h не більше 0,8 її діаметра d. В невеликих отворах застосовують плоску перемичку (рис. 2.3).

Намітка верхнім знаком виконується на глибину h £ dосн, нижнім – на глибину h < 0,8 dосн, де dосн – діаметр основи намітки, який дорівнює діаметру отвору деталі, зменшеному на величину припуску на механічну обробку. Товщину перемички t, мм, визначають за формулою:
Рисунок 2.3 – Плоска перемичка

мм. (2.1)

Конструкція та розміри інших типів перемичок (з розкосом, з магазином, з кишенею, глуха) наведені в літературі [1. C.124–126].

Аналогічно, на поковках не підлягають виконанню порожнини та заглиблення глибиною понад 0,8 їх ширини або діаметра: вони мають бути одержані наступною механічною обробкою.

2.2.7 Призначення припусків на поверхні поковки для поковок з вуглецевої та легованої сталі ведуть за ГОСТ 7505–89 [2]. Призначають припуски тільки на ті поверхні, які підлягають механічній обробці. Припуски штампованих поковок поділяють на основні і додаткові.

Основні припуски d_О, мм, призначають за таблицею 3 [2, C.12–13] в залежності від вихідного індексу, виду та величини розміру поверхні та шорсткості цієї поверхні. Класифікація розмірів штампованої поковки наведена нижче:

Рисунок 2.4 – Види розмірів штампованої поковки

- довжина (L, l); ширина (B, b); діаметр (D, d); висота і глибина (H, h) поковки (рис. 2.4) – розміри елементів поковки, які одержують в одній частині штампу;

- товщина (T, t) (рис. 2.4) – висотний розмір геометричного елементу поковки, який утворюється в обох частинах штампу;

- міжосьова відстань (А₁) (рис. 2.4) – розмір відрізку прямої, яка з’єднує два центри штампованої поковки.

Додаткові припуски d_Д, мм, встановлюють в залежності від класу точності поковки. Стандарт встановлює наступні види додаткових припусків:

- припуск на компенсацію зміщення по поверхні рознімання штампу (рис. 2.5,а). Призначають відповідно до [2, C.14, табл. 4];

- припуск на компенсацію зігнутості та відхилення від площинності (рис. 2.5,в) та прямолінійності (рис. 2.5,б). Призначають відповідно до [2, C.14, табл. 5];

- припуск на компенсацію відхилень міжосьових відстаней (рис. 2.5,г). Призначають відповідно до [2, C.15, табл. 6].

Рисунок 2.5 – Відхилення форми поковок

Розміри штампованої поковки визначають за наступними формулами:

- діаметри валів і отворів:

D = d ± 2(d_O + d_Д),

де D, d – відповідно розміри поковки і деталі, мм. Знак „+” для валів, „–” – для отворів.

d_O, d_Д – основний і додатковий припуск на поверхню, мм.

- лінійні розміри між двома паралельними поверхнями визначають відповідно до рисунку 2.6. Можливі три випадки.

Рисунок 2.6 – Визначення лінійних розмірів штампованої поковки

1) обидва припуски на поверхні збільшують розмір штампованої поковки відносно відповідного розміру готової деталі (рис. 2.6, розмір А). В цьому випадку розмір заготовки обчислюють за формулою

A = a + d₁ + d₂,

2) обидва припуски на поверхні зменшують розмір штампованої поковки відносно розміру готової деталі (рис. 2.6, розмір В):

В = b + d₃ + d₄,

3) один з припусків збільшує, а другий – зменшує розмір штампованої поковки відносно розміру готової деталі (рис. 2.6, розмір С):

С = с + d₂ – d₃,

де A, B, C – розміри заготовки, мм,

a, b, c – розміри готової деталі, мм,

d₁, d₂, d₃, d₄ – сумарний (основний і додатковий) припуск на поверхні поковки, мм.

Розрахункові лінійні розміри дозволяється округлювати з точністю до 0,5 мм.

Якщо положення поверхні визначається двома і більше розмірами поковки, тоді встановлюється найбільше значення припуску для даної поверхні.

Інші правила призначення припусків на поверхні поковки – за [2, C.11–16].

2.2.8 Призначення допусків на розміри поковок. Допуски призначають на усі без виключення розміри поковки. Верхнє і нижнє граничне відхилення розмірів поковки визначають відповідно до таблиці 8 [2, C.17–19] в залежності від вихідного індексу, виду та величини розміру поковки.

Допустимі відхилення внутрішніх розмірів поковок встановлюють за [2, C.17–19, табл. 8], але зі зворотними знаками.

Допустимі відхилення розмірів, які відображають однобічне зношення штаму (рис. 2.4) дорівнюють 0,5 величин, наведених в табл. 8 [2, C.17–19].

Допустимі відхилення розмірів товщини (рис. 2.4) встановлюються за найбільшою товщиною поковки і розповсюджуються на усі розміри її товщини.

Допуск розміру, не зазначений на кресленні поковки, дорівнює 1,5 допуску відповідного розміру поковки з рівними відхиленнями.

Також встановлюють допуски форми штампованої поковки, а саме:

- допустиму величину зміщення по поверхні рознімання штампу [2, C.20, табл. 9];

- допустиму величину остаточного облою [2, C.21];

- допустиму величину задирки [2, C.21–22];

- допустимі відхилення від співвісності непробитих отворів, відхилення від концентричності пробитих отворів [2, C.22–23];

- допустимі відхилення зігнутості, площинності та прямолінійності для плоских поверхонь [2, C. 22, табл. 13];

Інші правила призначення допусків наведено в [2, C.16–26].

2.2.9 Ковальські напуски утворюються на поковці штампувальними ухилами, радіусами заокруглення кутів, перемичкою в отворах, яка не пробивається, не виконуваними в штампувальних операціях заглибинами і порожнинами.

Оцінку можливості виконання в поковці порожнин і отворів виконують за правилами, наведеними в п. 2.2.6 або [2, C.27].

Штампувальні ухили призначають на всі поверхні поковки, які перпендикулярні площині рознімання штампу. Величину штампувальних ухилів призначають за [2, C. 26–27].

Мінімальні величини радіусів заокруглення кутів призначають відповідно до [2, C. 15].