2. Разработка чертежа поковки и оценка ее выполнимости

Разработка технологического процесса ковки включает составление чертежа поковки по чертежу готовой детали. Размеры поковки будут больше размеров детали за счет припусков и напусков.

Для того, чтобы обеспечить заданные чертежом точность и качество поверхности детали, поковку обрабатывают металлорежущим инструментом. При этом в виде стружки снимается небольшой слой металла. Толщина данного слоя, т.е. разность размеров поковки и детали, называется припуском.

При ковке бывает трудно получить узкие углубления, пазы, отверстия малых диаметров и т.п. Поэтому в поковках их не выполняют, а оставляют в соответствующих местах излишки металла, которые называются напусками.

Припуски и напуски на поковки назначают согласно требованиям ГОСТ 7829-70. В настоящей методике предложен упрощенный вариант.

Проектирование поковки ведут в следующем порядке:

1. Соответственно индивидуальному заданию вычерчивают деталь, выдерживая масштаб.

2. Определяют напуски. Шпоночные и шлицевые пазы, зубчатые венцы, резьбы, отверстия диаметром < 40 мм не проковываются. В пустотелых валах отверстия диаметром d < 120 мм не проковываются при длине вала L ³ 6d, а также при толщине стенки пустотелого вала < 30 мм. На чертеже детали напуски показывают двойной штриховкой.

3. По данным табл. 2 назначают припуск на диаметр (или размер сечения) каждой ступени вала в зависимости от его общей длины L и диаметра данной ступени.

4. Припуски на общую длину детали и длину ее отдельных элементов следует принимать равными припуску на диаметр наибольшего выступа вала.

После назначения припусков и напусков проверяют выполнимость спроектированной поковки. В связи с тем, что свободную ковку осуществляют универсальным инструментом, например, бойком определенного типоразмера, бывает затруднительно сформировать отдельные элементы поковки – концевые и промежуточные уступы, выемки, фланцы и бурты.

Уступы (часть поковки с поперечным сечением меньшим, чем сечение смежного с ним участка) выполняют, если их высоты h₁'; h₂'; h₃'; h₄'… (рис. 3, а) не менее значений, приведенных в табл. 3, и если их длина l₁'; l₂'; l₃'… по отношению к ширине бойка В_d составляет величину не менее указанной в табл. 4.

При этом:

– если высота h₁'; h₂'; h₃'… уступа меньше значений, указанных в табл. 3, то уступ отковывается по диаметру соседнего выступа;

– если длина уступа меньше значений, приведенных в табл. 4, то его отковывают в том случае, когда объем напуска при доведении его длины до выполнимой меньше, чем объем напуска при отковке его по диаметру соседнего выступа.

Таблица 2

Припуски на поковки с уступами и выемками, изготовляемые под молотом (мм)

Длина детали, L, мм	Диаметр детали D (или размер сечения В и Н)
	до 50	св 50 до 70	св 70 до 90	св 90 до 120	св 120 до 160	св 160 до 200	св 200 до 250	св 250 до 300	св 300 до 360
До 250	5	6	7	8	9	–	–	–	–
Св. 250 до 500	6	7	8	9	10	11	12	13	14
Св. 500 до 800	7	8	9	10	11	12	13	14	15
Св. 800 до 1200	8	9	10	11	12	13	14	15	16
Св. 1200 до 1700	–	10	11	12	13	14	15	16	17
Св. 1700 до 2300	–	11	12	13	14	15	16	17	18
Св. 2300 до 3000	–	–	13	14	15	16	17	18	19
Св. 3000 до 4000	–	–	–	15	16	17	18	19	20
Св. 4000 до 5000	–	–	–	16	17	18	19	20	21
Св. 5000 до 6000	–	–	–	–	18	19	20	21	22

Таблица 3

Минимальная высота уступа, выполнимая при ковке на молоте, мм

Диаметр (D1'; D2'; D3') или размер (В) уступа	До 100	Св. 100 до 180	Св. 180 до 250	Св. 250
Минимальная выполнимая высота уступа (h1'; h2'; h3')	4	5	6	7

Таблица 4

Минимальная длина уступа, выполнимая при ковке на молоте, мм

Ширина бойка, Вd	До 150	Св. 150 до 300	Св. 300
Минимальная выполнимая длина уступа (l1'; l2'; l3')	0,3Вd	0,4Вd	0,5Вd

Выемки (часть поковки с поперечным сечением, меньшим, чем сечение двух смежных с ней участков) при ковке выполняют следующим образом – на заготовке делают с двух сторон засечки (разметка), а затем место между засечками утоняют до требуемой толщины. Объем заготовки между засечками равен объему металла поковки в месте выемки, т.к. при проектировании поковок металл считают несжимаемым. Выемку выполняют (рис. 3, б), если длина l₂" между засечками (рис. 3, в) перед ковкой выемки по отношению к ширине бойка В_d составляет величину, не менее указанной в табл. 5.

Таблица 5

Минимальная длина заготовки, присекаемая при ковке выемок на молоте, мм

Ширина бойка, Вd	До 300	Св. 300 до 400	Св. 400
Минимальная длина участка между засечками	0,5Вd	0,7Вd	Вd

Если длина l₂" участка поковки, присекаемого для выполнения выемки, менее указанных в табл. 4, то на диаметр выемки назначают напуск из расчета, чтобы длина присечки l₂" была равна соответствующему значению табл. 5.

Рис. 3. Определение выполнимости элементов поковки свободной ковкой:

а – уступы; б – выемка; в – разметка (засечки) под ковку выемки;

г – фланец; д – бурт

Фланец (утолщение на конце вала, служащее для его скрепления с другими деталями) выполняют (рис. 3, г), если его длина l ' более высоты выступа h₁', взятой с коэффициентом 1,2, но не менее 0,2D '. Если данное условие не выполняется, то длину фланца доводят до выполнимого размера за счет напуска со стороны торца или со стороны уступа, исходя из минимального объема напуска.

Бурт (местное утолщение поковки), длина которого не более 0,3 его диаметра. Бурт выполняют (рис. 3, д), если его длина l ' более высоты h₂' меньшего прилегающего уступа, но не менее 0,2D'.

Если длина бурта l ' не удовлетворяет хотя бы одному из указанных условий, то ее доводят до выполнимого размера за счет напуска со стороны любого из торцов, исходя из минимального объема напуска.

Рис. 4. Пример оформления чертежа поковки,

совмещенного с чертежом детали

В результате проделанной работы получаются все необходимые размеры для построения чертежа поковки. Оформите чертеж как показано на рис. 4. Обратите внимание, что поковку вычерчивают сплошными контурными линиями по полученным размерам. Цифры без скобок над размерной линией обозначают размеры сечений поковки (диаметры). Цифры в скобках под размерной линией показывают размеры детали (соответствуют чертежу задания). Размеры общей длины и длины отдельных уступов и выступов детали размещены в нижней части чертежа. Все размеры, относящиеся к длине поковки, включая назначенные по табл. 1 припуски, следует расположить в верхней части чертежа.