3.1.3. Расчет размеров и выбор профиля поперечного сечения заготовки

Форма и абсолютные размеры исходных заготовок под штамповку определяются типом поковки и выбранным вариантом технологического процесса.

А. Для поковок с удлиненной осью, штампуемых в направлении, нормальном к оси заготовки, сначала определяется объем исходной заготовки (без учета возможного отхода металла на клещевину)

V₃₂ = V_n + V’_об + V_y . (8)

Объем поковки V_n рассчитывается с учетом половины положительного допуска для наружных размеров и половины отрицательного допуска для внутренних размеров поковки.

Объем отхода металла в облой V_об рассчитывается как сумма объемов отхода металла на перемычку под прошивку сквозных отверстий V_пр (глухие, не прошиваемые перемычки учитываются в V_n ) и на облой по периметру поковки V_об . V_пр определяется исходя из размеров полости в поковке.

При многоштучной штамповке облой между соседними ручьями определяется по соответствующим зависимостям. Отход металла на угар V_у определяется в зависимости от способа нагрева. При нагреве в мазутной печи объем угара составляет 2 – 3% от объема заготовки; в газовой печи – 1,5 – 2% при индукционном нагреве – 0,5 – 1%.

В соответствии с расчетной заготовкой определяется ее среднее сечение F_cp, по которому с учетом выбранных переходов штамповки и способа укладки исходной заготовки в ручьи определяется среднее сечение исходной заготовки F_зг . По расчетному значению F_зг определяется диаметр исходной заготовки или сторона квадрата сечения . Полученные значения округляются до ближайшего большего значения сортамента, предусмотренного ГОСТом.

Зная d₀ и объем V_зг , определяют длину исходной заготовки L_зг

. (9)

Окончательная длина заготовки устанавливается с помощью коэффициентов. Сечение исходной заготовки в зависимости от выбранных переходов определяется по табл. 2.

Таблица 2

Переходы штамповки	Площадь сечения исходной заготовки	Замечания
Штамповка без заготовительных переходов		Меньшее значение коэффициента применять, когда исходная заготовка закладывается до конца штамповочного или заготовительного ручья, большее, если она закладывается не до конца ручья
Пережимы или формовка
Подкатка
Протяжка
Протяжка и подкатка

Обозначения в формулах: V_зг – объем исходной заготовки; F_зг - площадь сечения исходной заготовки; l_n – длина поковки; l_б – длина непротягиваемой части заготовки; V_б – объем поковки с учетом угара, пленки и облоя, соответствующий непротягиваемой части заготовки.

Норму расхода металла на поковку при штамповке на молоте из штучной заготовки, штамповкой с поворотом, многоштучной штамповкой (с рядным или «валентным» расположением фигур на штампе), многоштучной штамповкой с поворотом.

Если штамповка выполняется из штучной заготовки с клещевиной, то сначала определяют отход металла на клещевину. При d₀  50 мм длина исходной заготовки увеличивается на L_k  (0,6 – 1,6) d₀ . При d₀ > 50 мм значение L_k определяется с учетом применения дополнительной операции оттяжки клещевины, но не менее 25 мм длиной или (0,3 – 0,4) d₀ .

В соответствии с полученным значением длины исходно заготовки (L_зг + L_k) подбирается наиболее рациональная форма заказа прутков из условия наименьшего отхода по некратности . Наибольшие потери металла при некратности получаются при использовании проката немерной длины. Прокат кратной и мерной длины поставляется с дополнительными приплатами к оптовой цене соответственно в 3 и 6 %. Если стоимость потерь по некратности (с учетом уценки отходов), определяемой по формуле , будет превышать стоимость приплаты за кратность, то следует заказывать прокат кратной или мерной длины. Количество заготовок из одного прутка п и норма расхода N составят

; ,

где  - удельный вес материала; L_p – средняя (расчетная) длина прутка.

Б. Для поковок круглых и близких к ним в плане, штампуемых в открытых ручьях в торец исходных заготовок, для определения исходной размеров заготовки (аналогично поковкам с удлиненной осью) сначала определим V_зг .

Выбор абсолютных размеров производится из условия исключения потери продольной устойчивости исходной заготовки при выполнении первого перехода штамповки (осадки) ( ) и обеспечения благоприятных условий для резки прутков на заготовки на пресс-ножницах ( ). В результате можно написать следующее неравенство, которому должны удовлетворять размеры заготовки ( ). Отношение обозначают т. Зная отношение т и объем заготовки, легко определить диаметр или сторону квадрата заготовки.

Для круга: . Для квадрата .

Полученное расчетное значение D_ис округляют до ближайшего значения, предусмотренного ГОСТом на прокат, а затем рассчитывают длину заготовки . Норма расхода металла рассчитывается с учетом некратности прутков в состоянии поставки.

В. Для поковок круглых в плане, штампуемых на молотах в закрытых ручьях, объем заготовки рассчитывается по наибольшим диаметральным (номинал плюс положительное отклонение) и наименьшим (номинал минус отрицательное отклонение) вертикальным размерам. Остальной расчет аналогичен поковкам, штампуемым в открытых ручьях, но объем облоя V_об = 0.

После расчета норм расхода металла определяются технико-экономические показатели:

; ; ; ,

где G_дет , G_пок , G_зг – соответственно масса детали, поковки и заготовки; N – норма расхода металла.