Кованые и штампованные заготовки

Ковка.

Ковкой получают поковки простой формы массой до 250 т с большими напусками. Применяя специальный инструмент, уменьшают напуски. Припуски и допуски на поковки, изготовляемые на молотах, от (5±1) мм до (34 ± 10) мм, а на поковки, изготовляемые на прессах, от (10 ± 3) мм до (80 ± 30) мм; для необрабатываемых участков предельные отклонения снижают на 25-50%. С применением подкладных штампов (закрытых и открытых) получают поковки массой до 150 кг (главным образом мелкие до 5 кг) с относительно сложной формой, без напусков; припуски - от 3 мм и выше, допуски +1,5 мм и более.

Горячей ковкой изготовляют поковки:

цилиндрические сплошные гладкие и с уступами (штоков, осей, валов, колонн, цапф, роторов и т.п.);

прямоугольного сечения гладкие и с уступами (плат, пластин, штамповых кубков, вкладышей, шпинделей, дышел, баб и т.п.);

со смешанными сечениями сплошные с уступами и с расположением отдельных частей в одной, двух, трех и более плоскостях (коленчатых валов и т.п.);

цилиндрические полые гладкие и с малыми уступами (дисков, фланцев, колес, покрышек, муфт и т.п.,);

цилиндрические полые гладкие с малым отношением длины к размеру сечения (бандажей, колец и т.п.); цилиндрические полые гладкие и с большими уступами при большом отношении длины к размеру сечения (барабанов, полых валов, цилиндров и т.п.);

с криволинейной осью (крюков, бугелей, скоб, днищ, вилкообразные и т.п.).

Горячая штамповка.

Краткая характеристика основных способов горячей штамповки приведена в табл.5. Горячая штамповка выполняется по двум схемам: открытых и закрытых штампах. При штамповке в закрытых штампах получают более точные штампованные заготовки, меньше расходуется металла; производительность высокая при пониженной стойкости штампов и ограниченности форм штамповок (круглые, типа шестерен, фланцев, стаканов). Штамповку в закрытых штампах иначе называют безоблойной.

Штамповка в открытых штампах на кривошипных горячештамповочных прессах (КГШП) обеспечивает изготовление относительно точных поковок без сдвига в плоскости разъема, с малыми припусками и с повышенной по сравнению с молотами производительностью.

Таблица 5. Способы горячей штамповки (ориентировочная характеристика)

Штамповку в открытых штампах на винтовых фрикционных прессах применяют для изготовления мелких фасонных заготовок и заготовок типа болтов и заклепок только в одном ручье из-за недостаточного направления ползуна.

Штамповку в открытых штампах на гидравлических прессах выполняют в одном ручье, центр давления которого расположен в центре давления пресса. Распространена штамповка из алюминиевых и магниевых сплавов деталей больших размеров типа панелей, рам, узких и длинных поковок типа балок и лонжеронов (длиной до 8 м), стаканов, втулок, из стали и титана штампуют поковки типа дисков. При изготовлении сложных поковок заготовку перед штамповкой подготовляют путем ковки.

Горячей штамповкой выдавливанием обычно на КГШП получают заготовки типа стержня с утолщением; стержни постоянного и переменного сечения, сложной формы, с центральным и эксцентричным расположением головки относительно оси; с головкой несложной осесимметричной формы (тарельчатые, шарообразные, ступенчатые, фланцевые, конусные); с головкой сложной формы и типа развилин; заготовки типа крестовин или с двусторонними утолщениями и др.

Штамповку на горизонтально-ковочных машинах (ГКМ) выполняют в штампах с двумя плоскостями разъема: одна - перпендикулярна оси заготовки между матрицей и пуансоном, вторая - вдоль оси, разделяет матрицу на неподвижную и подвижную половины, обеспечивающие зажим штампуемой заготовки. На ГКМ штампуют поковки типа стержней с утолщениями, с глухим отверстием, трубчатые, с полым утолщением и стержнем. Благодаря осевому разъему матриц уклон в участках зажатия на поковках не требуется.

Основные методы получения заготовок путём обработки металлов давлением и их характеристика приведены в табл.5. Область применения этих методов - серийное и массовое производство.

При выборе заготовок, получаемых давлением, следует иметь в виду, что наиболее производительными методами являются холодная высадка на автоматах и поперечно-винтовая прокатка (до 350 шт. /мин). Штамповка на кривошипных прессах в 2-3 раза производительнее штамповки на молотах, припуски и допуски уменьшаются на 20-35%, расход металла на поковки - на 10-15%.

Отливки

Литьё в песчаные формы является наиболее универсальным методом. Однако изготовление формы требует больших затрат времени. Так, набивка 1м³ формовочной смеси вручную занимает 1,5-2ч, а с помощью пневматической трамбовки - 1ч. Применение пескомёта сокращает время набивки до 6 мин. Встряхивающие машины ускоряют её по сравнению с ручной в 15 раз, а прессовые - в 20 раз.

Литьё в оболочковые формы применяют главным образом при получении ответственных фасонных отливок. При автоматизации этого метода можно получать до 450 полуформ/час.

Литьё в кокиль экономически целесообразно при величине партии не менее 300-500 шт.д.ля мелких отливок и 30-50 шт.д.ля крупных. Часовая производительность метода - до 30 отливок.

Литьё по выплавляемым моделям экономически целесообразно для литых деталей очень сложной конфигурации из любых сплавов при величине партии свыше 100 шт.

Литьё под давлением применяется в основном для получения фасонных отливок из цинковых, алюминиевых, магниевых и латунных сплавов. Способ считается целесообразным при величине партии 1000-2000 шт. и более. Производительность - до 1000 отливок/час.

Центробежное литьё получило распространение при выполнении заготовок, в форме тел вращения. Производительность - до 15 отливок/час.

Перспективна штамповка заготовок из жидкого металла. Метод позволяет получать достаточно точные заготовки с глубокими выступами и тонкими стенками при удельном давлении в 6-8 раз меньшем, чем при горячей штамповке.

Выбор методов обработки

Метод обработки поверхности выбирается исходя из требований точности и шероховатости поверхности, указанных на чертеже. Выбор начинают с финишной операции. Методы обработки на остальных операциях выбирают исходя из принципа постепенного повышения точности; если на начальных операциях техпроцесса возможно повышение точности на 3 - 4 квалитета, то на финишных - не более чем на 1 - 2. Экономическая точность обработки на металлорежущих станках, а также размеры и точность обработки некоторых типовых элементов деталей машин приведены в табл.6 - 11.

Таблица 6. Средняя точность и шероховатость обработки наружных поверхностей тел вращения

Таблица 7. Средняя точность и шероховатость обработки цилиндрических отверстий

Таблица 8. Средняя точность и шероховатость обработки плоских поверхностей

Примечания:

1. Данные относятся к обработке жестких деталей с габаритными размерами не более 100 мм при базировании по чисто обработанной поверхности и использовании ее в качестве измерительной базы.

2. Точность обработки торцовыми фрезами при сопоставимых условиях выше, чем цилиндрическими, на один - два квалитета.

3. Тонкое фрезерование производят только торцовыми фрезами

Таблица 9. Средняя точность обработки зубчатых колес

Размеры и точность обработки отверстий под нарезание резьбы

Таблица 10. Диаметры и предельные отклонения (мм) отверстий по ГОСТ 19257-73 под нарезание метрической резьбы с крупным шагом

* Сверла указанного диаметра следует применять при чистовом рассверливании; предварительное сверление выполняют сверлами диаметром на 1-3 мм меньше окончательного размера отверстия.

Таблица 11. Диаметры и предельные отклонения (мм) отверстий по ГОСТ 19257-73 под нарезание метрической резьбы с мелким шагом

* Сверла указанного диаметра следует применять при чистовом рассверливании; предварительное сверление выполняют сверлами диаметром на 1-3 мм меньше окончательного размера отверстия.

Обработка центровых отверстий

На рис.1 изображены две формы центровых отверстий. Отверстия формы А (рис.1, а) делают в деталях, которые подвергаются предварительной обработке с пониженной точностью размеров. Отверстия формы Б (рис.1, б) применяются для деталей, многократно устанавливаемых при обработке на станке, и деталей, которые в процессе эксплуатации подвергаются ремонту шлифованием и т.д.

Предохранительный конус с углом 120^○ служит для защиты основного конуса от забоин и облегчает подрезку торцов. Центровые отверстия делают одинаковыми с обоих концов заготовки, хотя диаметры концевых шеек готовой детали различны. Размеры центровых отверстий приведены в табл.12.

Рис.1 Формы центровых отверстий-

а - форма А (без предохранительного конуса),

б - форма Б (с предохранительным конусом)

Таблица 12. Размеры центровых отверстий