Расчет объема и размеров исходной заготовки

Методика определения веса и размеров исходной заготовки зависит от способа штамповки. Прежде всего следует различать штамповку с укладкой заготовки в ручей на торец (поковки в плане, близкие к круглым или квадратным) и штамповку с укладкой ее в ручей в длину (штамповка наплоско, поперек оси заготовки) для поковки удлиненной формы.

В первом случае объем исходной заготовки определяют ориентировочно по формуле

Vи = Vп+Vу+Vв+Vа+

Объем поковки Vп вычисляют по чертежу. При несимметричном распределении ноля допуска с положительным отклонением большим отрицательного (как это обычно принято) за расчетные размеры для вычисления объема принимают номинальные размеры поковки с добавлением половины величины положительных отклонений (из величины размеров отверстий вычитается половина отрицательного отклонения).

Объем отхода на угар Vу при определении объема заготовок из цветных сплавов можно не учитывать.

Объем прошиваемой перемычки (выдры) Vв для получения отверстия определяют по ее размерам, назначенным при конструировании поковки.

Объем отхода в заусенец Vз определяют приближенно по формуле

Vз = mFkPm,

где m — коэффициент заполнения металлом объема канавки, принимаемый в зависимости от сложности поковки в пределах 0,4—0,8;

Fk — площадь канавки для заусенца;

Pm – периметр поковки по наружному краю мостика заусенца.

Произведение  FkPm представляет собой приближенное значение объема канавки для заусенца. Более точное значение можно получить, взяв периметр по линии центров тяжести площадей канавки. Однако, учитывая широкие пределы значений коэффициента m, такое уточнение не имеет практического смысла.

Определив величину объема исходной заготовки, можно выбрать ее диаметр dи и высоту hи. При этом следует учитывать, что во избежание продольного изгиба исходной заготовки при осадке не только желательно, но и обязательно соблюдение соотношения между высотой hи и диаметром цилиндрической заготовки dи:

h<2,5d

определяющего допустимую относительную высоту заготовки, так как при штамповке правочные операции по устранению продольного изгиба исключены.

При установлении соотношения между высотой и диаметром исходной заготовки необходимо также принимать во внимание наличие или отсутствие заготовительных операций — осадки или высадки в высадочном ручье (штампе). При наличии этих операций исходную заготовку можно взять с большим отношением высоты к диаметру (в пределах допустимого), учитывая при этом допустимую степень деформации.

Относительные размеры и форма заготовки, поступающей в штамп, должны быть такими, чтобы заполнение полости штампа происходило преимущественно в условиях, максимально приближающихся к неравномерному всестороннему сжатию за счет вдавливания металла в полости, прошивки с течением металла навстречу выступу ручья, играющему роль пуансона и т. п. Особенно надо избегать схем деформации, способствующих появлению растягивающих напряжений.

Например, поковку а, изображенную на рисунке, можно штамповать из заготовки б. Однако в этом случае степень деформации по высоте будет значительной. Кроме того, в начальный период штамповки будет происходить свободная осадка заготовки, пока диаметр ее не станет равным D. Затем процесс будет напоминать открытую прошивку и в кольцевой части деформируемой заготовки возникнут растягивающие напряжения. Только после того, как края заготовки коснутся крайних стенок штампа, схема деформации приблизится к всестороннему сжатию и обод будет заполняться вдавливанием.

Если же применить в качестве исходной заготовку -в -, то процесс будет протекать более благоприятно — периода свободной осадки не будет, всестороннее сжатие и вдавливание наступят значительно раньше. Однако отход в заусенец в последнем случае будет несколько больше. При заготовке г процесс открытой прошивки будет протекать как и у заготовки а, но степень деформации будет меньше, а центрирование при укладке в штамп будет труднее.

При штамповке поковок удлиненной формы с укладкой заготовки в ручей по длине необходимо учитывать о ограниченном применении подкатного ручья и штамповке в многоручьевом штампе. Вместе с тем размеры исходной заготовки зависят от способа предварительной подготовки ее перед подачей в окончательный ручей.

Если подготовка отсутствует вовсе или если подготовку производят ковкой с применением операции вытяжки, вальцовкой или выдавливанием, то площадь поперечного сечения исходного прутка следует выбирать по крайней мере равной площади максимального поперечного сечения поковки Fmax с добавлением площади поперечного сечения заусенца

Fи =  Fmax + 2 mFк.

Для определения же длины и объема исходной заготовки надо выяснить необходимость и возможность указанных выше заготовительных операций вообще, а в частности установить, какую форму можно придать исходной заготовке в результате этих операций.

Эти вопросы можно решить, построив предварительно эпюры поперечных сечений и эпюры диаметров, как будет показано в дополнении.

При этом надо учитывать, что, как правило, длина заготовки, подаваемой в штамповочный ручей, должна быть лишь немного меньше (на 2—5%) длины ручья, так как течение металла в основном происходит поперек оси, а не вдоль.

Таким образом, следует различать исходную заготовку и заготовку, подаваемую в ручей.

1 Ноябрь 2014 Опубликовано в Мастер-класс

Комментирование закрыто.