Профессиональное обучение
(сборник учебников по профессиям)

Разработка технологического процесса ковки

       

Припуски, напуски и допуски на поковки

Ковкой практически невозможно получать детали такой точности и с такой шероховатостью поверхности, чтобы их можно было без дополнительной обработки резанием отправлять на сборку. Вследствие этого подавляющее большинство поковок подвергают обработке резанием, для чего в поковках предусматривают соответствующий припуск на обработку.

Припуском (рис. 7.5) называют слой металла, имеющийся в поковке и удаляемый обработкой резанием для получения требуемых размеров и шероховатости поверхности в соответствии с чертежом готовой детали. У некоторых поковок обработке резанием подвергают всю поверхность, у других — только ее часть. При удалении припуска ликвидируются возможные поверхностные дефекты поковок в виде зажимов, неровностей, поверхностных трещин, обезуглероженного слоя, окалины и др. Размер припуска зависит от формы и габаритных размеров поковки, обрабатываемого сплава, применяемых оборудования, инструмента и др. Размеры поковок превышают размеры деталей на величину, равную припуску.

Рис. 7.5. Припуски и напуски на поковке шестерни: 1 - контур поковки, 2 - напуск, 3 - контур готовой детали; а -припуск на обработку резанием

Кроме того, поковки сложной формы в ряде случаев получают с напуском — дополнительным объемом металла, добавляемым к поковке для упрощения ее формы и облегчения процесса ковки. Следует отметить, что некоторые типы поковок практически невозможно изготовить без напусков. На рис. 7.5 двойной штриховкой показаны напуски 2 на участках впадин зубьев и отверстия.

Изготовление ковкой поковки шестерни с зубьями и отверстием (см. рис. 7.5) является процессом нерентабельным и практически нереальным. Эту поковку целесообразно ковать цилиндрической формы (по контуру 7) без отверстия с указанными напусками и припусками, а зубья изготовить механической обработкой, например на зубофрезерном станке. Напуски 2 назначают также вместо отверстий, если отношение H'/dпр > 3, где Н' - высота поковки, dпр - диаметр отверстия.

При ковке цилиндрических поковок, имеющих отношение диаметра к высоте более 6, допускается бочкообразность (сферичность) их боковых поверхностей.

При ковке поковок типа ступенчатых валов (рис. 7.6) напуски назначают в зависимости от размеров выемок, выступов, уступов, буртов* и фланцев. Изготовление уступов 1 возможно только при определенных значениях их длины и разности диаметров. Если разность диаметров соседних уступов мала или они имеют малую длину, то уступы не изготовляют, а вместо них куют гладкий участок, предусматривая напуск 8. Ковка бурта 4 малой ширины является весьма трудной задачей для кузнецов, поэтому на участке бурта назначают напуск 10 в сторону увеличения ширины бурта. Аналогично поступают и при ковке тонких фланцев 6, изготовляя их с напуском 7. Выемку 5 не изготовляют, если разность между ее диаметром и диаметром прилегающего к ней участка меньше определенной, указанной в ГОСТе, величины, а также в том случае, когда ее длина мала. Вал на этом участке куют гладким, а вместо выемки назначают напуск 9.

Рис, 7.6. Припуски и напуски на поковке ступенчатого вала: 1 - уступ, 2, 3 - контуры поковки и готовой детали, 4 - бурт, 5 - выемка, 6 - фланец, 7 ... 10 - напуски на фланец, выемку и бурт

Если к номинальному размеру Н готовой детали (рис. 7.7) прибавить номинальный припуск 5 на обработку резанием, то получим номинальный размер Н' поковки. С какой бы тщательностью ни работали кузнецы, они не смогут отковать поковку точно по этому размеру.

Рис. 7.7. Схема расположения припусков (8) и предельные отклонения (Д) от номинальных размеров поковки

Действительный размер поковки, который получается в результате ковки, всегда отличается от номинального. Чтобы ограничить неточность размеров поковки, отклонения от номинального размера ограничиваются полем предельных отклонений Д, называемым также полем допуска.

    Выемка - участок поковки, диаметр или сторона которого меньше размеров поперечного сечения двух смежных с ним участков.
    Выступ - участок с большим поперечным сечением, чем смежные с ним участки.
    Уступ- участок поковки, имеющий больший диаметр, чем один из прилегающих участков.
    Бурт- участок, имеющий размеры сечения большие, чем прилегающие участки, а длину, не превышающую 0,ЗD где D - диаметр или большая сторона бурта прямоугольного сечения.

Допуски откладываются по обе стороны от номинального размера поковки, причем отклонение в большую сторону обозначается знаком плюс, в меньшую — минус. Предельные отклонения Д зависят от марки обрабатываемого материала, формы и номинальных размеров поковок (ГОСТ 7829—70 и 7062—79) . Допуски могут быть симметричными и асимметричными: у симметричного допуска верхнее и нижнее предельные отклонения размера одинаковы, например 50 ± 1; асимметричный допуск имеет неодинаковые верхнее и нижнее отклонения.

Для поковок, изготовленных ковкой на молотах и прессах, используют системы симметричных допусков (±Δ/2). Максимальный допустимый размер поковки Н'ах =Н' + Δ/2; минимальный ее размер Н'min = Н' — Δ/2. Максимальный припуск на механическую обработку σmах = σ + Δ/2, минимальный припуск на обработку σmin = σ — Δ/2, т. е. меньше номинального припуска на половину значения допуска. При ковке поковок глубина поверхностных дефектов не должна превышать при двусторонней обработке половинную величину минимального припуска на обработку σmin, т.e. 0,5σ — Δ/4.

Правила назначения припусков и допусков на поковки установлены ГОСТ 7829—70 (для молотовых поковок) и ГОСТ 7062-79 (для прессовых поковок). На рис. 7.8 показаны типы поковок в соответствии с классификацией (ГОСТ 7829—70) . Если форма и размеры изготовляемой поковки не могут быть отнесены ни к одному из типов классификации, то при определении допусков, припусков и напусков на эти поковки пользуются отраслевыми или заводскими нормалями либо другими документами, утвержденными администрацией предприятий.

Рис. 7.8. Типы поковок (ГОСТ 7829 — 70)

Номинальный припуск σ на механическую обработку определяется по номинальному размеру детали (Н), а допуски на размеры поковки — по номинальным размерам поковки (Н'). Чем сложнее форма поковки и хуже технологические свойства деформируемого сплава, тем больше значения припусков, напусков и допусков.

В соответствии с требованиями ГОСТ 7829—70 припуски следует назначать по номинальному размеру детали из расчета механической обработки поковки с двух сторон. Если поковка в дальнейшем не будет обрабатываться на станках, то припуск на обработку не назначают, а предельные отклонения размеров определяют по таблицам ГОСТа в зависимости от типа и размера поковки. Для поковок, обрабатываемых только с одной стороны, припуск на обработку берут равным половине табличного значения, а допуск — равным табличному.

Передовые и опытные кузнецы ведут ковку по ’’минусовым допускам”, т. е. в пределах нижнего допустимого отклонения. Такая работа позволяет экономить металл и снижает трудоемкость последующей механической обработки.

Ниже приведены примеры назначения припусков, напусков и допусков на поковки, изготовляемые ковкой на молотах (ГОСТ 7829—70) .

Пример. Поковка - кольцо с отверстием (рис. 7.9, а). Размеры готовой детали даны в круглых скобах. По форме и соотношениям размеров рассматриваемая деталь в соответствии с классификацией относится к поковкам типа ’’диск с отверстием” при высоте и диаметре отверстия, меньшем половины диаметра поковки (тип XI, см. рис. 7.8). По табл. ГОСТ 7829-70 находят припуски на обработку и предельные отклонения от номинальных размеров: на наружный диаметр D = 500 мм припуск σ = 19 мм, допуск Δ/2 = ±7 мм; на диаметр отверстия dпр = 150 мм, σ = 25 мм, Δ/2 = ± 7 мм; на высоту Н = 170 мм σ = 16 мм. Тогда размеры поковки будут следующими: наружный диаметр D' = 519 ± 7 мм; диаметр отверстия dпр = 125 ± 7 мм; высота Н' = 186 ±5 мм. Поскольку отношение H'/d = 186/125 = 1,49 < 3, отверстие в поковке должно прошиваться. Бочкообразность поковки в данном случае не допускается, так как отношение D'/H' = 519/186 = 2,78 < 6. Если бы высота рассматриваемой поковки Н' была меньше 83 мм, отношение D'/H' было бы больше 6 и на боковой поверхности поковки допускались бы сферичность и, следовательно, дополнительный напуск и припуск по наружному диаметру.

Так как при прошивке отверстия возникает отклонение от соосности осей отверстия и поковки по наружному контуру, назначают дополнительный припуск на это отклонение. По методике, изложенной в ГОСТе, определяют дополнительный припуск на диаметр ступицы (см. рис. 7.9, б).

Рис. 7.9. Чертежи поковок кольца с отверстием (а) и втулки с уступом и отверстием (б)

Поковка рассмотренного типа может изготовляться также и в подкладном штампе, который экономически выгодно применять при изготовлении поковок более 100 . .. 200 шт.

Рейтинг@Mail.ru
Рейтинг@Mail.ru