Выбор оборудования для ковки

 

Ковочные молоты работают по принципу ударного действия, при котором мощность удара определяется главным образом массой падающих частей молота. Металл деформируется за счет энергии, накопленной падающими (подвижными) частями молота к моменту их соударения с заготовкой.

В номинальную массу падающих частей молота входят массы бабы, штока, поршня, верхнего бойка и других, сопряженных с ними деталей. Мощность молота принято выражать массой падающих частей в тоннах (т) и килограммах (кг).

Ориентировочные данные для выбора ковочных молотов в зависимости от формы и размера заготовки приведены в табл. 4.1.

Таблица 4.1

Данные для выбора массы падающих частей ковочных молотов

 

 

Масса пада-ющих частей молота, кг	Максимальное сечение заготовки – сторона квадрата или диаметр исходной заготовки, мм	Примерная масса поковок, кг
гладких	фассонных
		До 8	До 1, 5
		8–12	1, 5–2
		12–15	2–5
		15–35	5–8
		35–60	8–18
		60–120	18–30
		120–125	30–70

Расчет размеров и массы заготовки. Массу исходной заготовки при ковке из проката определяют по формуле

 

m _з = m _п + m _o, (4.7)

 

где m _п – масса поковки, кг; m _o – масса отходов на обсечки и угар, кг.

Если поковку обрабатывают резанием, то подсчет массы металла проводят по номинальным размерам поковки без учета допусков. Если поковка механически не обрабатывается, то подсчет массы металла проводят с учетом максимальных значений допусков, т. е. по максимальным размерам поковки.

Массу поковки подсчитывают по формуле

 

m _п = V _п · ρ, (4.8)

 

где V _п – объем металла поковки, см³; ρ – плотность, равная для стали 7, 85 г/см³.

Массу отходов на обсечки и угар берут обычно в процентах от массы поковки. Ее значение составляет 1, 5–2, 5 % (зубчатые колеса – 8–10 %; гладкие валы, бруски 5–7 %; валы и вилки с уступами, болты – 7–10 %; гаечные ключи, шатуны – 15–18 % и пр.).

Площадь поперечного сечения исходной заготовки определяют исходя из площади поперечного сечения детали, характера обработки и степени уковки. Если основной операцией при ковке является протяжка, то площадь поперечного сечения исходной заготовки F _з находят так:

F _з = F _п ·К, (4.9)

где F _п – площадь поперечного сечения поковки, см²; К – степень уковки, равная для проката 1, 3–1, 5; для слитка – 1, 5–2.

Длину исходной заготовки L _з, см, можно определить из формулы

 

L _з = , (4.10)

 

где V ₀ – объем отходов, см³; V _з – объем заготовки, см³.

Для облегчения расчетов объемы сложных деталей разбивают на объемы элементарных фигур. По табл. 4.2 выбирают массу падающих частей молота.

Для выбора пресса нужно определить величину усилия, обеспечивающего процесс деформации.

Усилие пресса (МН), необходимое для осадки заготовки круглого или квадратного сечения, можно определить по формуле

 

Р = k (1 + 0, 17 D _ср / Н ₁)σ _в F 10^-6, (4.11)

где k – масштабный коэффициент, k = 0, 75; D _ср – средний диаметр поковки после осадки, D _ср = D , мм; F – площадь поперечного сечения поковки после осадки, мм²; σ _В – предел прочности сплава при температуре осадки, приближенно равный пределу текучести сплава σ _Т или σ ₀₂ при той же температуре (табл. 4.2).

Таблица 4.2

Механические характеристики сплавов при ковочных температурах

 

Марка сплава	Температура ковки, °С	σ 02	σ В	δ	Ψ
МПа	%
Ст3сп
		– – – – –
У7		– – – – –
У10		– – – – –		52 59 70
Амг2		– –
АК4		– – –

Таблица 4.3

Основные параметры ковочных гидравлических прессов

 

Параметр	Норма
Номинальное усилие пресса, МН		3, 15			12, 5		31, 5
Наибольший ход подвижной траверсы (рамы), мм
Расстояние между столом и подвижной траверсой (рамой) в ее верхнем положении, мм
Размер рабочей зоны в свету поперек оси ковки, мм
Размеры выдвижного стола, мм: ширина длина не менее

Полученное значение усилия пресса используют для выбора кузнечного оборудования (табл. 4.3).