6.3. Определение размеров и массы поковок и заготовок

Для определения размеров и массы поковок и заготовок требуется знать величины размеров и масс отходов, неиз­бежно образующихся при подготовке, нагреве и ковке металла. Эти отходы образуются во время выполнения следующих операций.

При разделке проката на заготовки образуются от­ходы: на пропиловку, при отрезке на пилах; на расплав-ление и сгорание в зоне газопламенной резки, на надрезку при хладоломе; на концы, образующиеся от некратности заготовок исходному материалу, концевых и формовых кусков, если они не используются для более мелких поковок. При нагреве металл теряется на угар, а при ковке уходит в отходы в виде выдр обсечек и кон­цевых обрубков. Значительная часть металла уходит в от­ходы, при удалении с поковки припусков и напусков, в виде стружки.

Любые из этих отходов можно определить в массе или объеме. Более распространенным является определение отходов в массе (кг) по следующим, выработанным прак­тикой, рекомендациям.

Отходы  на  разрезку  металла за­висят от ширины прорезов, которые достигают: 6,5 мм при разрезке на пилах; до 8 мм при разрезке на токарных станках и при газопламенной разрезке. Значит массу металла, уходящую в отходы на одну заготовку, можно определить по формуле

/Пр == Sby,                       (6.2)

где S — площадь сечения, разделываемого на заготовки проката, мм2; Ь — ширина прореза, мм; у — плотность металла, кг/мм8. Площади сечений основных видов про-

4*                                                         99

катя,,можно определить по формулам из табл. 6.3 или принимать из стандартов на сортаменты. Ширину прореза можно получить путем измерений. Плотности некоторых металлов и сплавов приведены в табл. 6.4.

Отходы   на   некратные   концевые куски, приходящиеся на одну заготовку:

m„ == (SL^)/n^,               (6.3)

где lk — длина оставшегося концевого куска при полу­чении из исходного профильного проката длиной Lnci;

rig — число заготовок;

^к==Ьиcx—"з(^з+^);              (6.4)

"3 = ^ИСХ/О-З + Ь),                   (6.5)

La — длина заготовки, мм.

Формулы (6.3) ... (6.5) можно использовать для расчета заготовок, отрезаемых от проката с круглым, квадратным, прямоугольным и другими сечениями, перпендикуляр­ными оси симметрии, без дополнительного изменения формы и предназначенных для последующей операции нагрева. Для заготовок, имеющих сложную форму, кото­рые вырезаются из листового проката, количество отходов устанавливается для каждой заготовки опытным путем.

Выдра является частью металла, удаляемого из за­готовки при пробивке отверстий в ней. Высота выдры составляет 0,2 ... 0,35 от высоты заготовки. Сечение выдры бывает круглым и прямоугольным. Значит массу ее в виде отходов можно определить по формулам:

круглой

Отв == 0,785d2 [(0,2 ... 0,35) Я] у;          (6.6) прямоугольной

т„ = (0,2 ... 0,35) &///y,                (6.7)'

где d — диаметр выдры (равен диаметру прошивня), mm} Ь, I— ширина и длина выдры, мм; Н — высота поковки или заготовки, мм.

Отходы на угар в виде окалины при одном полном нагреве стали от температуры окружающей среды (20 °С) до температуры ковки (1200 ... 1300 °С из табл. 5.1)' составляют:

В процентах В массовых доляд В горнах  ........    4 ... 5     0,04 ... 0,05

В печах, на мазуте ....   2,5 ... 3     0,025 ... О 03

В печах, на газе .....    2 ... 2,5    0,02 ... 0025

Таблица 6.3

Формулы для определения площадей сечения объемов и длины наиболее распространенных простейших тел

Таблица 6.4 Плотность некоторых металлов и сплавов

Металл         Плотность V,       Металл         Плотность f, или сплав          кг/мм3         или сплав           кг/мм*

Алюминий          2,7. Ю-6     Олово             7,31-Ю-8 Бронза             8,8- КТ-6     Свинец           11,35-Ю-6 Дюралюминий       2,8-10-'     Сталь             7,85.10-° Латунь             8,6.10-°     Цинк             7,14.10-" Медь              8,96. Ю-8     Чугун               7-Ю-6

При последующих подогревах металла от температуры конца ковки (600 ... 800 °С) до температуры ковки (см. табл. 5.1) угар, примерно, будет составлять 0,75% или 0,75 массовой доли от угара, образующегося при полном нагреве. Тогда массовую долю на угар, при нескольких нагревах, можно будет определять по формуле

Отуг = /"1 (1 + 0,75/г) /Пд,               (6.8)

где /Л1 — массовая доля угара от поковки при первом полном нагреве; п — число последующих подогревов, при ковке металла только с одним полным нагревом п == = 0; /Пп — масса готовой поковки, кг.

Отходы в виде обрубков и обсечек зависят от типов поковок и приближенные величины их можно принимать из табл. 6.5.

Отходы металла на припуски и на­пуски приходится определять для каждой поковки отдельно с учетом ее формы по формулам из табл. 6.3, а в общем виде отходы на припуски и напуски опреде­ляются

/"ПН =/"П ——/"Д.                      (6.9)

где /Ппн — суммарная масса припусков и напусков; Отд — масса детали по чертежу.

Следовательно, общая массовая величина отходов ме­талла относительно детали определяется как сумма

/"отх == /"р + /"к + т» + /"уг + /"обр + /"пн.  (6.10) При этом массу поковки можно определить

/"п = /"д + /"пн>                 (6.11)

а массу заготовки, поступающую на операцию нагрева, /"з =-- "in + ttly г + '"обр + /"в.         (6.12)

Таблица 6.5

Приближенные значения массы в виде отходов на обрубки и обсечки

Типы поковок	на обрубки и обсечки, кг
Валы, валики, бруски квадратные,	"Wp =	(0,05 ..	•0,1)/пп
прямоугольные, шестигранные и дру­
гие простые поковки
Валы и валики с уступами или флан­цами, болты, башмаки, траверсы	'"обр =	(0,1 ...	0,15)m„
Гаечные ключи, шатуны	'"oSp ==	(0,15..	0,18)отп
Тяги разной формы, рычаги	/"обр =	(0,15...	0,2) тп
Коленчатые валы	'"обр =	(0,14...	0,25) Отд
Рычаги, сложные шатуны кривошипов	'"обр =	(0,18...	0,25) та
Поковки небольших размеров с флан­	'"обр =	(0,25...	0,3) та
цами

 

Здесь следует иметь в виду, что масса т, включается в формулу (6.12) только при получении отверстий в по­ковках с выдрами. В редких случаях поковки являются готовыми деталями. Тогда из формулы (6.11) исключают отходы на припуски и напуски.

При определении массы, размеров и объема поковок и заготовок могут быть использованы следующие зависи­мости.

Если известен объем поковки, заготовки или детали, то их массы определяются по формуле (2.3).

Длина заготовки для выбранного сечения прокатного профиля определяется по формуле по массе

^з == /"з/(5у),                     (6.13)

где 5 — из табл. 6.3.

Таким образом, для определения массы поковки, массы и размера по длине заготовки требуется знать массу готовой детали, размеры поковки из чертежа, сечение проката для заготовки и плотность металла. Зная это и используя формулы (6.2) ... (6.14), а такжесведения

10$,

из табл. 6.3 ... 6.5, определяется масса поковки, масса и размер по длине заготовки.

При ковке обычно требуется определять место пере­хода ковки от одного сечения к другому или откуда на­чать протяжку, где поставить зубило или топор для выполнения надрубки. Этот вопрос решается на основании закона постоянства металла, т. е. объемы частей поковки приравниваются к объемам заготовки, из которой они будут получены. Например, для заготовки (рис. 6.5, а), из которой будет получена поковка (рис. 6.5, б}, можно записать равенства: Vni = Vai и V^ = V^. Затем эти объемы заменить их значениями из табл. 6.3 и из полу­ченных уравнений определить расстояния от концов заготовки до мест, где надо делать надрубки для получе­ния концевых частей поковки.