Определение массы и размеров исходной заготовки

Исходной заготовкой при ковке средних и крупных поковок на прессах являются кузнечные слитки. Слитки подразделяются по назначению на кузнечные, прокатные и специальные, по конструкции на сплошные и полые, по конфигурации на укороченные, нормальные и удлиненные, по форме поперечного сечения на круглые, квадратные, прямоугольные, восьмигранные и многогранные (12 граней и более).

Наибольшее распространение в кузнечно-прессовых цехах получили нормальные и удлиненные слитки с восьмигранным поперечным сечением. Масса таких слитков колеблется от 1,0 до 350 т. Сортамент и характеристики нормальных и удлиненных слитков приведены в таблицах 1 и 2.

Слиток состоит из трех основных частей. Масса донной части обозначается , масса тела слитка , масса прибыльной части . Для нормальных слитков и от массы всего слитка, для удлиненных слитков и .

Масса слитка, необходимого для изготовления поковки:

,

где – масса металла на угар (окалину) при нагреве; –масса технологических отходов.

Отход металла на угар при нагреве слитков и заготовок в печах, работающих на жидком и газообразном топливе, составляет примерно 2% от массы поковки за первый нагрев (вынос) и 1,5% за каждый последующий нагрев, т.е.

,

где – число подогревов в соответствии с выбранным технологическим процессом). В электропечах отход металла на угар составляет примерно 1,0% за каждый вынос.

В технологические отходы входят концевые обрубки (излишки металла, отрубаемые от концевых ступеней поковки), обсечки, получаемые при разрубке заготовок, выдра (металл, удаляемый из заготовки при образовании в ней отверстия) и т.д. Масса технологических отходов зависит от конфигурации и размеров поковки, формы и размеров слитка и других факторов и определяется индивидуально для каждого технологического процесса.

Обычно масса обсечек составляет , масса выдры . При ковке сплошных поковок масса выдры равна нулю, и в массу отходов входит только масса обсечек, которую определяют по специальным номограммам. Ориентировочно массу обсечек при ковке на прессах можно определить по следующим зависимостям:

при рубке поковок круглого сечения диаметром

,

при рубке поковок прямоугольного сечения с размерами

.

Зная, что масса тела слитка выбираем по таблице 12 или 13 массу исходного слитка.

При выборе кузнечного слитка следует сначала попытаться подобрать удлиненный слиток, так как он имеет меньше отходов в виде прибыльной и донной части, а значит у него больше «выход годного».

В случае, если для изготовления поковки не нашлось подходящего слитка, то необходимо из одного слитка ковать несколько поковок.

Затем определяется разность . Если эта разность больше 100-150 кг, то получающие излишки металла образуют годный остаток, который в дальнейшем может быть применен в качестве исходной заготовки для ковки мелких поковок.

После выбора кузнечного слитка необходима его проверка по величине укова:

,

где – площадь поперечного сечения до протяжки, при ковке из слитка – среднее его сечение; – площадь поперечного сечения после протяжки; – средний диаметр тела слитка; – диаметр поковки.

Величина укова во многом зависит от структурного строения стали: для углеродистых, низко- и среднелегированных конструкционных и инструментальных сталей (меньшее значение коэффициента принимают для удлиненных слитков); для высоколегированных и специальных сталей и сплавов .

Если получившейся в результате расчета величины недостаточно, то ее можно увеличить, выбрав больший по сечению слиток или введя в технологический процесс промежуточную дополнительную операцию осадки заготовки.

Для полых заготовок типа втулок, колец и т.п. величина укова не подсчитывается, так как в технологическом процессе их изготовления операция осадки обязательна.

Затем составляется баланс металла кузнечного слитка:

 

	Масса, кг	Масса, %
Прибыльная часть
Донная часть
Угар
Технологические отходы
Годный остаток
Поковка
Слиток

 

Таблица 12 Основные параметры обычных кузнечных слитков (номенклатура НЗЛ)

Таблица 13 Основные параметры удлиненных кузнечных слитков (номенклатура НЗЛ)