А. М. МАНСУРОВ
ТЕХНОЛОГИЯ
ГОРЯЧЕЙ
ШТАМПОВКИ
Издание второе, переработанное и дополненное
допущено Министерством высшего и среднего
специального образования СССР
в качестве учебного пособия
для машиностроительных техникумов
ИЗДАТЕЛЬСТВО «М А Ш И H О С Т Р О Е H И Е»
Москва 1971

УДК 621.73.002.2
Технология горячей штамповки. Мансуров A. М.
«Машиностроение», 1971, стр. 415.
В книге рассмотрены вопросы, касающиеся техноло-
гии горячей штамповки и отделочных операций на раз-
личном штамповочном и специальном оборудовании.
Приведены исходные материалы для производства
штампованных поковок. Даны основные сведения
о штамповочном оборудовании и проектировании куз-
нечных цехов. Освещены вопросы техники безопасности,
производственной санитарии и противопожарной профи-
лактики, а также экономические вопросы кузнечного
производства.
Книга предназначена в качестве учебного пособия
для студентов машиностроительных техникумов, изуча-
ющих курс «Технология горячей штамповки».
Табл. 79. Илл. 321. Библ. 62 назв.
Рецензенты: инж. Ракошиц Г. С. и проф. Камнев П. В.
Редактор канд. техн. наук Шехтер В. Я.
3-12-3
28-71

ПРЕДИСЛОВИЕ
Горячая штамповка является важнейшей областью металло-
обработки. Современная технология горячей штамповки — слож-
ный комплекс различных по своему характеру операций.
Основными операциями этого комплекса являются: приемка
и разделка исходных металлов на мерные заготовки; нагрев ме-
талла перед штамповкой; подготовка заготовок; штамповка на
молотах, прессах, горизонтально-ковочных машинах или специ-
альных металлодавящих машинах; обрезка и прошивка поко-
вок; зачистка на нождачных станках; термическая обработка;
очистка поверхности; правка и чеканка; межоперационный и
окончательный контроль качества заготовок и поковок.
В настоящем учебном пособии каждой из указанных опера-
ций отводится либо одна глава (например, гл. Ш «Разделка ис-
ходных металлов на мерные заготовки», гл. IV «Нагрев металла
перед штамповкой» и т. д.), либо несколько глав (например,
гл V«Изготовление поковок на штамповочных молотах», ,гл. VI
«Изготовление поковок на кривошипных ковочно-штамповочных
прессах»).
В главах, посвященных операциям формоизменения поковок
и, следовательно, различным видам штамповки, излагается ос-
новная методика проектирования различных технологических
процессов штамповки и конструирования штампов, а также да-
ны основные принципы планировки оборудования на производ-
ственных участках с учетом правил техники безопасности,
В каждой главе материал изложен в последовательности, от-
вечающей порядку проектирования технологического процесса
и оснастки горячей штамповки.
В связи' с требованиями новой программы для средних спе-
циальных учебных заведений второе издание учебного пособия
дополнено .материалами по теории пластической деформации
3

металлов, изготовлению поковок в разъемных матрицах, на вы-
сокоскоростном оборудовании, гидровинтовых прессах и спе-
циальном оборудовании методом поперечно-винтовой прокатки.
Кроме того, введены следующие главы: VIII — «Штамповка на
гидравлических прессах»: XVI — «Изготовление поковок из
цветных сплавов»; XVII — «Производственная санитария, про-
тивопожарная профилактика и техника безопасности в кузнеч-
ных цехах»; XVIII — «Экономические вопросы кузнечного произ-
водства» и XIX â «Основные понятия о проектировании кузнеч-
ных цехов горячей объемной штамповки».

Глава !
ПЛАСТИЧЕСКАЯ ДЕФОРМАЦИЯ МЕТАЛЛА
ВИДЫ ДЕФОРМАЦИИ
воиство тве дых тел изменять свою о и и сох анять ее
после удаления сил, вызвавших это изменение, называется пла-
стич но стью.
Все металлы и сплавы, как известно, имеют кристаллическое
строение. Они состоят из зерен, представляющих собой кристал-
лы, которые имеют неправильную внешнюю огранку и поэтому
называются кристаллитами. Зерна прочно связаны между собой.
Пластическая деформация происходит в основном вследствие
изменения формы зерен и лишь в очень небольшой степени в ре-
зультате перемещения зерен относительно друг друга. Сущест-
вует два вида деформации — внутрикристаллическая и межкри-
сталлическая. Межкристаллическая деформация обычно вред-
на, так как приводит к нарушению связей между зернами
и, следовательно, к разрушению металла. Чтобы избежать меж-
кристаллической деформации, надо применять металлы и спла-.
вы со структурой, в которой существует прочная связь между
зернами.
Пластичность зависит от многих факторов и в первую оче-
редь от температуры, скорости деформации и схемы напряжен-
но-деформированного состояния. С увеличением температуры
пластичность, как правило, повышается. Поэтому для придания
металлам сложной формы или получения высокой степени де-
формации их нагревают.
Наиболее высокой пластичности металлы достигают при на-
греве их выше температур рекристаллизации. При пластической
деформации ниже температур рекристаллизации металлы в про-
цессе деформации упрочняются (наклепываются). При этом их
пластичность снижается. Рекристаллизация, снимая упрочнение,
восстанавливает пластичность.
Деформация, сопровождаемая полной рекристаллизацией,
называется горячей [ 8]. Если в процессе деформации происхо-
дит частичная рекристаллизация, то такая деформация назы-
5

вается неполной горячей деформацией. При холодной деформа-
ции не происходит ни возврата ', ни рекристаллизации, и металл
сильно упрочняется. Неполная холодная деформация сопровож-
дается возвратом, поэтому упрочнение металла менее интен-
сивно. Возврат приводит к снятию остаточных напряжений.
Температура начала рекристаллизации зависит от природы
металла и сплава и степени деформации [7]. Для сплавов она
выше, чем для чистых металлов. В большинстве случаев темпе-
ратура начала рекристаллизации Трр выше 0,4 — 0,5 абсолют-
ной температуры плавления T„. Температура возврата равна
0,25 — 0,3 абсолютной температуры плавления.
Возврат и рекристаллизация являются диффузионными про-
цессами и протекают во времени. Скорость этих процессов за-
висит от природы металла или сплава и их температуры. С уве-
личением этой температуры скорость диффузионных процессов
увеличивается. При высоких скоростях деформации и не доста-
точно высоких температурах рекристаллизация может полностью
не осуществиться. С повышением степени деформации темпера-
тура начала рекристаллизации снижается.
Влияние скорости на пластичность и сопротивление дефор-
, мации очень сложно и рассматривается в специальной литера-
туре [18]. Различные металлы и сплавы по-разному реагируют
на увеличение скорости. Однако, как правило, увеличение скоро-
сти при горячей деформации вызывает резкое повышение сопро-
тивления деформации, иногда даже в 3 — 5 раз и более.
Пластичность металлов тем выше, чем больше в схеме на-
пряжений сжимающих напряжений. Поэтому при трехосном
сжатии (при условии, что одно напряжение отличается от двух
остальных или все три напряжения различны) металлы обла-
дают наилучшей пластичностью, но и более высоким сопротив-
лением деформации, что увеличивает давление на инструмент
и снижает его стойкость. Примером трехосного сжатия может
служить прямое выдавливание.
При выборе технологического процесса необходимо учиты-
вать все перечисленные факторы.
Пластическая деформация всегда сопровождается упругой
деформацией. При упругой деформации после снятия нагрузки,
вызвавшей ее, тело восстанавливает свои первоначальные объем
и форму. Упругая деформация весьма мала по сравнению с пла-
стической, что позволяет во многих случаях ею пренебречь. Од-
нако при холодном пластическом формоизменении упругая де-
формация может вызвать значительное изменение размеров.
Например, вследствие пружинения при холодной гибке полосы
' При деформации металлов с нагревом до определенных температур про-
исходит возвращенце атомов в положенце равновесия, что приводит к неко-
торому уменьшению сопротивления деформированию и увеличению пластич-
ности. Это явление называется возвратом.
6

концы ее после удаления из штампа расходятся, а угол, образо-
ванный при гибке, увеличивается, что необходимо принимать во
внимание при конструировании штампа.
При горячем формоизменении упругую деформацию можно
не учитывать, так как она очень незначительна и находится вне
допусков на размеры поковки.
Важным законом пластической деформации является закон
о наименьшем сопротивлении, согласно которому перемещение
частичек при пластическом формоизменении происходит в на-
правлении наименьшего сопротивления. Поэтому, например,
прямоугольная в плане заготовка при осадке между плоскими
бойками стремится принять овальную форму.
ХАРАКТЕРИСТИКА ДЕФОРМАЦИИ
Характеристикой деформации является ее относительное зна-
чение, так называемая степень деформации, относимая к длине
или площади поперечного сечения деформируемого образца. Ха-
рактеристикой деформации могут быть [61, 62]:
при растяжении:
удлинение
1 — 1„
l
1о
сужение
F0
1
Fo
логарифмическая деформация
РО
е=1п — =1п —;
~0
при сжатии:
укорочение (осадка)
н — и
С
Но
уширение
Fo
1
~0
ОС
логарифмическая деформация
е =1п — =1п —,
НО F
Н F
где Lp, Hp, Fp — начальные длина, высота и площадь поперечного
сечения деформируемого образца, а 1, Н, F их текущие или ко-
нечные значения.

Приведенные характеристики даны в относительных едини-
цах; при умножении их на 100 получим эти величины в про-
центах.
Можно использовать любую из этих характеристик, так как
они однозначно связаны между собой:
е = Iп — = Iп(1+ 6),
1
1—
причем 6 при растяжении эквивалентно 2~„при сжатии, а ф при
растяжении эквивалентно 6„при сжатии. Характеристика 6
при растяжении в случае образования шейки определяется для
наиболее деформированного (узкого) ее участка. Не следует
смешивать величину 6 с величинами 62 или 6~р, приводимыми
в различных справочниках и ГОСТах, так как при определении
65 или 6&g ;р фактичес ая деформа ия ше ки не учитывает я. Е
разрыв образца происходит с образованием шейки, то 6р или 6&g
всегда меньше 6. Например, для образца из стали 08 в момент
разрыва 1ь = 73о/О g = 131о/о 6 = 270о/о и 6~p = 32'/о
Логарифмическая деформация g обладает существенным пре-
имуществом перед другими видами деформации — она аддитив-
на, что позволяет суммировать последовательные деформации.
rr ~2
Так, если а' = In —, а а" = In —, то
~0 ~0
е=е'+в" = Iп — '.
1д
Аддитивность этой характеристики позволяет записать усло-
вие постоянства объема (несжимаемости) при пластической де-
формации:
а1+ ~2+ аз
где е&g ;, 2, e2 Ђ” логарифмичес ие деформа и в т ех глав
взаимно перпендикулярных направлениях.
Kaz известно, при пластической деформации плотность ме-
талла или сплава изменяется незначительно. Это позволяет, ис-
пользуя условие постоянства объема, определять объем и массу
заготовки, которые должны быть равны объему и массе получае-
мой из нее поковки с учетом неизбежных потерь и отходов (угар,
облой и т. д.).
Особенностью характеристики ~ является то, что она изме-
няется от 0 до 1 (от 0 до ООО/о), в то время как 6 и е.изменяют-
ся от 0 до оо, причем 6 изменяется быстрее, чем а (видно из при-
веденного. выше примера) .

Глава И
ИСХОДНЫЕ МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА
ШТАМПОВАННЫХ ПОКОВОК
~ качестве исходного материала для штамповки применяют
черные и цветные металлы и сплавы, поставляемые в виде обжа-
тых заготовок, сортового, периодического и фасонного проката,
а также труб.
В зависимости от характера технологического процесса
штамповки выбирают профиль сечения исходной заготовки и ее
размеры.
При точной штамповке в качестве исходной заготовки приме-
няют калиброванный пруток. Для изготовления многих деталей
в условиях крупносерийного и массового производств применя-
ют прокат специального профиля и периодический прокат.
Обжатые заготовки (блумы) получают прокаткой слитков на
обжимных станах — блюмингах. Обжатые заготовки бывают
только квадратного сечения, с закругленными углами и вогну-
тыми гранями размером от 150 X 150 до 450 X 450 мм с откло-
нением ~- (5 —: 10) мм и длиной 1,5 — 4,0 м.
Блумы применяют для крупных поковок в тех случаях, когда
требуется заготовка квадратного сечения размером более
200 X 200 мм. Сортовой прокат. для изготовления штампованных
поковок в большинстве случаев применяют квадратного и круг-
лого сечения.
Прокат квадратного сечения из сталей обыкновенного каче-
ства поставляется в виде прутков длиной:
4 — 9 ж при стороне квадрата до 45 мм
4 — 7»»»» 50 — 100 мм
3 — 6»
» 105 мм и более
Для качественной стали всех размеров сечения длина прут-
ков должна быть 2 — 6 м.
Поставляются также мерные заготовки с отклонениями:
40 мм для прутков длиной до 4 м; 60 мм для прутков 4 — 6 м и
80 мм для прутков длиной более 6 м.

Сечения поставляемых квадратных заготовок со стороной
40 — 200 мм имеют отклонения (по стороне квадрата) от
+ (1 —: 1,5) до + (4 —: 6) мм. Заготовки квадратного сечения
применяют преимущественно для штамповки на молотах и кри-
вошипных ковочно-штамповочных прессах.
Прокат круглого сечения из сталей обыкновенного качества
поставляется в виде прутков длиной:
5 — 10 м при диаметре до 25 мм
4 — 9»& t; 26 Ђ” 50
4 — 7»»» 52 — 1!О»
3 — 6»& t; 15 м и бол
Прутки всех диаметров из качественной стали применяют
длиной 2 — 6 м.
Поставляют также мерные круглые заготовки с отклонения-
ми по длине, аналогичными для прутков квадратного сечения.
Заготовки диаметром 5 — 200 мм
могут иметь отклонения при
Ro~y««~~««~«««( — ) обычной точности от + (0,3 —:0,9)
до — (0,5 —:2,5) мм и при повы-
Класс точности
шеннои точности (для заготовок
до 150 мм) от +(0,1 —: 0,6) до
— (0,3 —:2,0) мм.
В кузнечно-штамповочных це-
хах получили широкое примене-
ние заготовки круглого профиля.
Заготовки обычной точности при-
Номинальный
диаметр
прутка в мм
3 3а
0,34
0,4
0,4
0,17
0,2
0,2
0,05 0,1
0,06 0,12
31 — 50
52 — 65.
67 — 80
меняют для штамповки на моло-
тах и кривошипных ковочно-штамповочных прессах. Заготовки
повышенной точности применяют для высадки на горизонтально-
ковочных машинах.
При изготовлении поковок на штамповочных автоматах в ка-
честве исходной заготовки используют калиброванный пруток.
Точность калиброванного прутка зависит от технических усло-
вий, предъявляемых к поковке. Допускаемые отклонения калиб-
рованного прутка по диаметру зависят от класса точности ка-
либровки и диаметра прутка. В табл. 1 приведены величины до-
пускаемых отклонений. В тех случаях, когда заготовка должна
быть точной, а ее поверхность бездефектной (что не достигается
при калибровке), применяют прутки с обточенной поверхностью
и допускаемыми отклонениями, которые соответствуют отклоне-
ниям для калиброванных прутков аналогичных диаметров.
Периодический прокат получают двумя способами прокатки:
поперечно-винтовой и продольной (рис. 1) и применяют при
крупносерийном и массовом производствах поковок для изготов-
ления наиболее крупных деталей (балок передней оси грузовых
автомобилей, полуосей заднего моста автомобилей и т. д.).
10

Таблица 2
Прокатный став
Параметр
70
120
250
Наибольший диаметр исходной за-
готовки D в мм
120
250
70
Каибольший диаметр прокатанного
профиля Штах В мм
120
250
70
Каи меньший диаметр арокатанно-
го профиля Ш„п, в мм
25
40
100
Наибольшая длина L прутка после
прокатки в мм .
2500
4000
6000
Наименьшая длина профиля про-
межуточной части L~» между двумя
учас~«и с большими диаметрами
15
30
50
В ММ
° ° ° ° ° ° ° ° °
Радиус сопряжения r поверхностей
смежных участков профиля (не ме-
нее) в мм .
10
Ялина прокатанного участка перед-
него конца прутка L . (не менее) в
200
100
120
ММ
° ° ° ° ° ° ° ° ° °
Ялина непрокатанного участка зад-
него конца прутка L&gt .» не мен
100
30
В ММ
° ° ° ° ° ° ° °
Каибольший угол перехода а от се-
чения большего диаметра к сечению
меньшего диаметра в направлении
прокатки (по образующей, наклонен-
ной к 'оси прокатываемого прутка под
углом g) в градусах .
45
45
Наименьший, угол перехода р от
сечения меньшего диаметра к сече-
нию большего диаметра в направле-
нии прокатки (по образующей, накло-
ненной к оси прутка под углом P)
в градусах
20
20
Отношение диаметра заготовки D
к наименьшему диаметру профиля
Ш„~„(не более) в мм
Яопускаемая кривизна на 1 м дли-
ны профиля (не более) в мм
11
Основные параметры профилей периодического проката

Основные параметры (см. обозначения на рис. 1, а) профи-
лей периодического проката (ГОСТ 8320 — 57), получаемого по-
перечно-винтовой прокаткой, приведены в табл. 2.
Рис. 1. Периодический прокат, полученный прокаткой:
а — поперечно-винтовой; б — продольной
Ниже приведены основные параметры (cM. обозначения на
рис. 1, б) профилей периодического проката (ГОСТ 8319 — 57),
получаемого продольной прокаткой.
12

Масса 1 м прутка периодического профиля в кг
Наибольшая длина L одного периода в мм
Отношение площади большего сечения к меньшему при про-
катке профиля с чередованием прямоугольного сечения с дву-
тавровым:
с двусторонним совпадающим периодом при постоянной
ширине
° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° °
с односторонним периодом при постоянной ширине
с двусторонним совпадающим периодом и свободным
уширением без облоя
с двусторонним совпадающим периодом и ограниченным
уширением
° ° ° ° °
Угол наклона а наружных граней поперечных сечений про-
филя в градусах (ие более) .
Радиус Я перехода от одного сечения к другому в продоль-
ной плоскости (не менее) в мм .
Ширина профиля В (не более) в мм .
Допускаемое отклонение по ширине профиля в мм.
Допускаемое отклонение по длине одного периода в о~о
Допускаемое отклонение по высоте профиля в мм.
Допускаемое продольное смещение верхней половины про-
филя относительно нижней С (не более) в мм .
Допускаемое поперечное смещение верхней половины профи-
ля относительно нижней (не более) в мм .
Допускаемая кривизна на 1 м длины профиля (ие более)
В мм
° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° °
7 — 50
1960
До 3,5
До 1,7
До 1,8
До 2,25
10
150
240
~ 1,5
«~» 1
+3
— 2

Глава Ш
РАЗДЕЛКА ИСХОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ
НА ЗАГОТОВКИ
ф 1. ВЫБОР СПОСОБА РЕЗКИ
Способ резки исходного материала следует выбирать в за-
висимости от серийности производства поковок, характеристики
исходного материала, требований, предъявляемых к качеству
заготовки и точности реза.
В кузнечных цехах с массовым и крупносерийным производ-
ствами основным способом резки является резка на ножницах
и прессах. При резке происходит опрокидывание прутка, обу-
словливаемое наличием зазора Л между верхним и нижним но-
жами. Этот зазор образуется при воздействии на пруток усилия
резания из-за отсутствия абсолютно жесткой системы в соеди-
нениях прижимного механизма. При резке в результате наличия
зазора происходит искажение торцов заготовок. На рис. 2, а
приведены характерные зоны, образующиеся при резке прутков
на ножницах.
При такой схеме резки оптимальные зазоры между ножами
обеспечивают допускаемое искажение торцов заготовки и со-
ставляют:
диаметр или сторона квадрата
в мм............ до 50; 50 — 80; 80 — 100; свыше 120;
зазор Ь между ножами в AU4. до 1; I — 1,6; 1,5 — 2,5; 2 — Зо~~ диаметра
ИЛИ ТОЛЩИНЫ °
При наличии зазора Л в процессе резки образуется распира-
ющее усилие Т, величина которого зависит от усилия Р, необхо-
димого для резки (рис. 2, а):
T=>t
При соблюдении оптимальных зазоров между ножами до-
пускаемые величины искажений концов заготовок приведены в
табл. 3, а допуски на длину заготовки — в табл. 4 [48].
14

Резку прутков производят в холодном и подогретом состоя-
ниях. В холодном состоянии осуществляют резку заготовок из
стали с пределом прочности до 450 Мн)м' (45 кГ)мм') е и диа-
метром до 300 мм. Практика показала необходимость подогрева
Рис. 2. Схемы процесса резки прутка на кривошипных
ножницах:
а — характерные зоны; б — положение прутка, инструмента и
заготовки. Зоны: 1 — утяжки; 2 — надреза; 3 — обрыва; 4—
смятия; 5 — пруток; б — нижний нож; 7 — упор; 8 — прижим-
ное устройство; 9 — ползун; 10 — верхний нож; 11 — заготовка;
P —; Т вЂ” усилие, распирающее ножи; Ь вЂ” зазор
между ножами; a — угол опрокидывания прутка
перед резкой прутков (относительно больших диаметров) из ста-
лей с повышенным содержанием марганца, а также из хроми-
стых и других легированных сталей. Это вызвано тем, что при
Таблица 8
Допускаемые искажения концов заготовки
/р
~ %~
ъ~
ъ~
Диаметр d
ваготовки
В ММ
и,
в мм (не более)
~ 1 Мн)м'=0,1 кГ(мм'.
40 — 45
50 — 55
60 — 65
70 — 75
80 — 85
90 — 95
100 †1
120 — 130
140 — 150
160 †1
28 — 30
35 — 38
40 — 41
42 — 44
46 — 48
50 — 52
54 — 56
58 — 60
62 — 63
64 — 65
3,0 — 4,0
4,5 — 5,0
5,5
6,0 — 6,5
7,0 — 7,5
8,0 — 8,5
9,0 — 9,5
10,0 — 11,0
12,0
13,0 — 14,0
4,0 — 5,0
5,5 — 6,0
6,0 — 7,0
7,5 — 8,0
8,5
9,0 — 9,5
10,0 — 12,0
14,0 — 15,0
16,0 — 17,0
18,0 — 19,0
20 — 24
27 — 30
32 — 34
36 — 38
40 — 42
44 — 46
48 — 50
52 — 54
56 — 58
59 — 60
2,0
2,0
2,5
3,0
3,0
3,0
3,0 — 3,5
3,5 — 4,0
4,0 — 4,5
4,5 — 5,0
2,5 — 3,0
3,0
3,5
4,0
4,5
5,0
6,0 — 7,0
7,0 — 7,5
7,5
8,0 — 8,5

Таблица 4
Допуски на длину заготовок (размеры в мм)
Допуски (-~-) при длине заготовки
Диаметр
или сторона
квадрата
300 — 600
Свыше 1000
600 — 1000
До 300
При резке на ножницах
1,0 — 1,5
1,5 — 2,0
2,0 — 2,5
2,5 — 3,0
3,0 — 3,5
3,5 — 4,0
0,8 — 1,0
1,0 — 1,5
1,5 — 2,0
2,0 — 2,5
2,5 — 3,0
3,0 — 3,5
1,5 — 2,0
2,0 — 2,5
2,5 — 3,0
3,0 — 3 5
3,5 — 4,0
4,0 — 5,0
До 0,8
0,8 — 1,0
1,0 — 1,5
1,5 — 2,0
2,0 — 2,5
2,5 — 3,0
До 25
25 — 40
40 — 70
70 — 100
100 †1
150 †2
При резке на прессах
О, — 0,6
0,6 — 0,7
0,7 — 0,8
0,8 — 0,9
0,7 — 0,8
0,8 — 0,9
0,9 — 1,0
1~11
До 10
10 — 20
20 — 30
30 — 40
0,6 — 0,7
0,7 — 0,8
0,8 — 0,9
0,9 — 1,0
0,8 — 0,9
0,9 — 1,0
1,0 — 1,2
1,2 — 1,5
резке этих сталей в холодном состоянии в местах излома обра-
зуются трещины, приводящие к получению дефектных поковок.
Прутки подвергают подогреву в зависимости от предела проч-
ности стали, из которой они изготовлены, и величины их диа-
метра.
Предел прочности стали в Мн/мз... 500 600 800 1000 1250
Диаметр прутка в мм........ 120 100 80 60 30
Прутки подогревают до температуры 400 — 500' С. Яля эконо-
мии подогрев рекомендуется производить на участках реза в
специальных нагревательных установках или в установках ско-
ростного газового нагрева.
э 2. РЕЗКА НА КРИВОШИПНЫХ НОЖНИЦАХ
Положение прутка, инструмента и заготовки при резке на
кривошипных ножницах показано на рис. 2, б.
Пруток б укладывают на нижний нож б и по рольгангу по-
дают 'до упора 7, после чего производят прижим прутка с помо-
щью гидравлического прижимного устройства 8. Это устройство
работает автоматически и обеспечивает работу с одиночным
включением и в автоматическом режиме. Прижимное устройство
удерживает пруток в течение всего процесса резки, что предот-
вращает его опрокидывание под действием усилия реза. После
прижима прутка включается ползун 9, к которому прикреплен
верхний нож 10, производящий нажим на заготовку. При этом
16

ножи врезаются в пруток на величину h, после чего происходит
процесс скалывания, и заготовка 11 падает на лоток. Резка
стальных прутков на кривошипных ножницах характеризуется
h
относительной глубиной надреза Х = — (h — глубина внедрения
D
ножа в заготовку в момент начала процесса скалывания, D—
диаметр или толщина заготовки).
Величина А зависит от твердости стали: для твердой стали
3i = 0,12 —: 0,15 и для мягкой 0,35 — 0,4. Зазор между верхним и
нижним ножами не должен превышать величины а = (0,05 —:
—: 0,15)D. Очень большой зазор приводит к значительной утяжке
металла и образованию заусенцев в местах реза.
з 3. КОНСТРУКЦИЯ НОЖЕЙ
Для резки'сортового проката на кривошипных ножницах при-
меняют одноручьевые и многоручьевые ножи.
Одноручьевые ножи бывают цельные, со вставками и разрез-
ные (рис. 3).
г~ 8)
а)
Рис. 4. Многоручьевые ножи для
резки сортового проката:
а — профилей одинаковых к б — неоди-
наковых размеров; 8 — различных про-
филей
Рис. 3. Одноручьевые ножи для рез-
ки сортового проката:
а — цельные; б — со вставками; в—
разрезные
Цельные ножи — наиболее просты в изготовлении, но не эко-
номичны в условиях крупносерийного производства заготовок.
Ножи со вставками применяют при крупносерийном и массо-
вом производствах заготовок с целью экономии инструменталь-
ной стали.
Разрезные ножи применяют при мелкосерийном производст-
ве заготовок квадратного сечения. Они также просты в изготов-
лении.
Многоручьевые ножи (рис. 4) используют для резки сортово-
го проката различных профилей. Применение их сокращает ко-
личество переналадок ножниц по мере затупления рабочих
2 Заказ 401 ~7

кромок, а также облегчает переход с резки круглого сечения
прутка на квадратное и наоборот.
Радиус ручья ножа для
резки круглых заготовок
(рис. 5) найдем из выра-
жения
R= — +б,
2
где d — диаметр заготовки;
6 — смещение центра.
Для заготовок диамет-
ром до 50 мм б =0,3 —:
— 1,0 мм; для заготовок
диаметром 50 — 120 мм б =
= 1,5 —: 3,0 мм.
Величина перекрытия ручья ножа зависит от диаметра заго-
товки и принимается равной 10 — 20 мм.
а)
Рис. 6. Ручьи ножей для резки заготовок:
а — квадратной; б — полосовой
Для квадратных заготовок (рис. 6, а):
глубина ручья
H = (0,75 —: 0,85) А мм;
радиус скругления
r=0,1А+2 мм,
где А — сторона квадрата.
Для полосовых заготовок сечением а Х Ь при — (—
а 1
b 3
(рис. 6, б):
глубина ручья
Н=а+5 мм;
r=0,1а+2 мм;
радиус скругления
tgа= —; с=0,5~ай+bm — аsinа.
а
18

Размеры ножей (рис. 7) определяют по нормативным данным
табл. 5. Величина Н2 корректируется по величине, которая зави-
сит от диаметра заготовки. Размеры вставок и гнезд под вставки
SX450
Рис. 7. Нож для круглой заготовки
Рис. 8. Вставка ножа (а) и гнездо под нее (б)
(рис. 8) определяют также по нормативным данным, приведен-
ным в табл. 6. Ножи и вставки изготовляют из стали 5ХГТ
»и 5ХНВ.
2» Я

Таблица 5
Размеры элементов ножей в мм
Усилие кривошипных ножниц
в Мн
Усилие кривошипных ножниц
в Мн
4,5 5,5
8 11
4,5 5,5
8 11
45
. 12
76,5
60
140
76 76
6 8
120 155
85 150
253 305
48
18
135
90
210
Таблица 6
Размеры элементов вставки ножей и гнезда под нее в .цд~
Максимальный
диаметр прутка
в мм
97,5
97,5
100
120
31,5
35
40
45
132,5 45
135 52
140 70
155 70
ф 4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОТРЕБНОГО УСИЛИЯ
КРИВОШИПНЫХ НОЖНИЦ
Усилие Р, необходимое для резки прутков, определим по
формуле
P=kF, т, Мн,
Й вЂ” коэффициент, учитывающий затупление ножей; при-
нимается равным 1,7;
F,J, — площадь среза в м',
т,р — сопротивление срезу в Мн/м', принимается равным
0,7 — 0,8 величины предела прочности стали.
где
Пример. Определить необходимое усилие кривошипных ножниц для рез-
ки в холодном состоянии прутков диаметром 0,06 м из стали с пределом проч-
ности 500 Мн/мй (50 кГ)мм~)1.
Определяем площадь среза
дД2
3,14 О,С036 0 002826 м'
4
Э 7
Сопротивление срезу
чар=0,75a,=0,75'500=375 Мн(ма (37,6 кГ)мм2).
Подставив полученные величины в формулу для усилия получим
Р= 1,7 0,002826 375= 1,8 Мн (180 Т).
L
Н1
В
d1
r1
а1
85
120
150
160
260
125
48
30
4
15,5
398
190
60
32
4
18
417
195
60
35
5
20
417
233
70
40
6
24
23
25
27
27
446
285
100
40
6
30
14,5
16
17,6
17,6
D,
bi
l1
h1
лл2
36
38,5
41
41
6
7
8,5
8,5
60
5
110
60
215
10
12,5
16
16
50
65
80
85

Кривошипные ножницы можно подбирать по диаметру заго-
товки. В технической характеристике ножниц указан максималь-
ный диаметр прутка [из стали с пределом прочности 450 Мн(м2
(45 кГ/ммз), которая допускается при резке на данных ножни-
цах]. Для определения максимального диаметра прутка из стали
с большим пределом прочности необходимо произвести соответ-
ствующий пересчет усилия.
Пример пересчета. ' Нэ. ножницах можно резать прутки диаметром
0,11 м (110 мм) из стали с пределом прочности 450 Мн(мй (45 кГ(мм2). Опре-
делить допустимый для резки диаметр прутка из стали с пределом прочности
600 Мн~м' (60 нГ(мм2). Для пересчета воспользуемся уравнением
пауз . и (D')~
P=k 0,75о~ = Й.0,75в
4 ~ 4
откуда
450
— ы 0,095 м (95 мм).
600
D'=D
ф 5. КРИВОШИПНЫВ НОЖНИЦЫ
В отечественной промышленности изготовляют кривошипные
ножницы усилием до 25 Мн (до 2500 T).
На рис. 9 приведены ножницы усилием 10,Мн (1000 T) кон-
струкции Е~БКМ. К основным узлам ножниц относятся сварная
станина, кривошипный механизм, ползун, промежуточный вал,
маховик, муфта включения, гидравлический прижим, приспособ-
ление для удерживания заготовки, электродвигатель и рольганг.
Станину 1 изготовляют сварной из стальных плит. Она имеет
раму 2, в которой размещены ножи 8 и 4. К раме приварена кор-
пусная деталь, на которой установлены нижний нож 8 и устрой-
ство для прижима б заготовки.
Кривошипный вал 7, соединенный с ползуном б, расположен
в верхней части рамы. Ползун перемещается IIQ направляющим,
укрепленным в раме станины. К ползуну крепят верхний нож 4.
На конце кривошипного вала смонтировано зубчатое колесо 8,
которое соединено с малым зубчатым колесом промежуточного
вала 12. Последний посредством зубчатого колеса 11 соединен
с валом И, на котором смонтированы маховик 14, пневматиче-
ская муфта и тормоз. Маховик с помощью специальных ремней
соединен со шкивом электродвигателя 15. Ножницы снабжены
гидравлическим прижимом б, укрепленным к корпусной детали
передней части станины. Прижим работает от масляного резер-
вуара 9. Смазка трущихся поверхностей ножниц осуществляется
автоматически от центральной системы 10. В нижней части ста-
нины установлено приспособление для удерживания заготовки
1б. Ножницы имеют приводной рольганг 17, который состоит as
двух секций — неподвижной и качающейся. Один конец качаю-
21

10
Рис. 9. Кривошипные ножницы
Таблииа 7
Примерная средняя производительность сортовых
ножниц при резке заготовок в холодном состоянии
Производительность в щт/ч в зависимости от длины отрезанной
заГотовки В мм
200
2000
300
1800
400 600 800
100
1000
1200 1400 1600
22
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120
130
140
150
2100
1900
1500
1300
1050
еО0
800
650
450
1600
1400
1200
1000
800
700
600
500
350
300
250
200
150
100
1400
1250
1100
900
720
630
540
450
310
270
230
180
130
)250
1150
1000
800
650
550
480
400
280
250
210
160
120
80
800
760
660
520
430
360
320
260
180
160
140
110
80
„„0
720
680
600
470
390
330
290
230
160
140
130
100
70
45
650
600
540
420
350
300
260
210
140
130
120
90
60
40
590
540
490
380
320
270
240
190
130
120
110
80
55
35
380
360
320
250
210
180
160
130
90
80
70
55
35
25
340
320
290
220
190
160
140
120
80
70
60
50
30
23
300
290
260
200
170
ИО
130
110
70
65
55
45
27
21
270
260
230
180
150
130
120
100
65
60
50
40
25
20

щейся секции рольганга соединен с неподвижной секцией, дру-
гой — упирается в пневматический цилиндр 18.
Производительность кривошипных ножниц зависит от разме-
ра заготовки, способа резки (в холодном или в горячем состоя-
нии), организации работ на них и от степени механизации про-
цессов резки. Примерная производительность резки заготовок в
холодном состоянии приведена в табл. 7. Расположение обору-
дования в агрегате.кривошипных ножниц показано на рис. 10.
При резке заготовок в нагретом состоянии на участке ножниц
устанавливают специальные механизированные нагревательные
печи. В этом случае прутки
краном подаются на стел-
лаж, расположенный парал- б
лелька печи (рис. 10) . Стел-
лаж расположен под не- 5
большим углом к щелевому
отверстию печи, что обеспе-
чивает сравнительно легкую
ее загрузку. Если конструк-
ция печи не позволяет за- рис. 10. Схема расположения ооорудо-
гружать прутки на ее TQJIKB- ванин в агрегате ножнии:
тель непОСредСтвенно Со 1 — кривоипие п; 2 — рзбочее
место; 3 — приводной рольганг; 4 — стел-
СтЕЛЛажа (ПО МЕтаду СКатЫ- лаж, используемый при резке прутков в
холодном состоянии; 5 — печь для подогре-
ва прутков; — стеллаж, используемы» при
ПрИмЕНять ПОдъЕмНЫЕ мЕха- резке прутков в горячем состоянии
низмы. Нагретые прутки
при помощи пневматических толкателей сбрасываются из нагре-
вательной печи на приводной роликовый транспортер, располо-
женный около нее.
Так, у крупных ножниц при горячей резке прутков механизи-
рованы и взаимно согласованы следующие движения исполни-
тельных механизмов: подача прутков на стеллаж, загрузка на-
г'ревательной печи, проталкивание прутков по поду печи, выдача
нагретых прутков на роликовый транспортер, перенос прутков на
линию резки до упора, резка заготовок, выдача нарезанных за-
Готовок.
В заготовительных цехах механизация охватывает главным
образом следующие процессы: подачу прутков из склада к нож-
ницам; подачу прутка до упора ножниц; уборку готовых загото-
вок и транспортирование их на склад готовой продукции заго-
товительного цеха или отделения. Металл к ножницам подается
в большинстве случаев мостовыми кранами.
Металл укладывают на стеллажи или подставки, установлен-
ные параллельно роликовому транспортеру. В конструкции стел-
лажей должна быть предусмотрена возможность приема метал-
ла; при этом следует учитывать конструктивные особенности
транспортных механизмов. Удаление нарезанных заготовок от
ножниц значительно упрощается в тех случаях, когда последние
23

смонтированы на специальных площадках, приподнятых над
уровнем пола на 1000 — 1200 мм. При этом отрезанные заготовки
посредством наклонного желоба и механического укладчика по-
падают в кассеты.
ф 6. РЕЗКА ЗАГОТОВОК НА КРИВОШИПНЫХ ПРЕССАХ
ф У. ЛОМКА ПРУТКОВ
НА ХЛАДНОЛОМЕ
На хладноломах можно
производить ломку мягких и
твердых сталей. 1~ачество из-
лома и возможность ломки
заготовок на прессах зави-
сит не только от механиче-
Но и от соотношения между
Рис. 1I. Штамп для резки прутков на
кривошипном прессе:
1 — нижняя плита; 2 — прокладка; 3 — ре-
гулировочный винт с гайкой; 4 — винт; 5—
б — Ш~~ф~; 7 — rrpya<H а
9 — болт с гайками; 10 — траверса; 11
ползун штампа, с2 — верхняя плита; 13
неподвижный нож; И вЂ” подвижный нож;
15 — пруток; 16. — корпус; 17 — пружина;
18 — BHHT; 19 — йодкладка
ских свойств материала заготовок,
длиной заготовки и ее диаметром.
24
На кривошипных прес-
сах рекомендуется произво-
дить резку прутков диамет-
ром до 50 мм.
На рис. 11 приведена
наиболее распространенная
конструкция штампа для
резки прутков на кривошип-
ном прессе. Ножи штампа
выполнены в виде вставных
втулок, которые могут быть
легко заменены. При износе
вставки можно поворотом
ее на 90' достигнуть увели-
чения стойкости ручья в
4 раза. Размеры ножей и
ручьев в них могут быть оп-
ределены аналогично тако-
вым при резке на криво-
шипных ножницах.
Незначительный зазор
между подвижным и непод-
вижным ножами обеспечи-
вает после резки получение
ровного торца заготовки.
Усилие пресса для резки
прутков определяют по тем
же формулам, что и усилие
ножниц.

На ломку поступает прокат диаметром 70 — 250 мм. Ялика
мерных заготовок при ломке должна быть не менее 1,2D (D—
диаметр заготовки или сторона квадрата). Для концентрации
напряжения в местах излома прутки надрезают по разметке.
При ломке прутков надрез должен находиться с противополож-
ной стороны ломателя. Глубину надреза а определяют в зависи-
мости от диаметра прутка; она составляет 0,06D, ширина надре-
за 3 — 5 мм.
Длина надреза зависит от твердости стали:
Твердость НВ . . . . . . . . . . . . . 285 255 229
Длина надреза в о~~ от диаметра заготовки 1 — 20 30 — 40 50 — 70
Прутки квадратного сечения
надрезают по стороне квадрата
или через ребро, так как ломка
может быть произведена по пло-
скости и на угол. Ломка прутков
Рис. 12. Схема ломки прутка:
1 — стол хладнолома; 2 — нижняя
половина штампа; 3 —; 4—
заготовка; 5 — опоры; 6 — ползун
хладнолома; 7 — верхняя половина
щтампа
Рис. 13. Профили ломателей для
заготовок:
а — с квадратным сечением при ломке по
плоскости и через ребро; б — круглого се-
чения
осуществляется на вертикальных и горизонтальных кривошип-
ных и гидравлических прессах.
На рис. 12 приведена схема ломки прутка на кривошипном
прессе. Пруток, подлежащий ломке, подается качающимся роль-
гангом на ломатель до упора с таким расчетом, чтобы ось надре-
за совпала с осью ломателя. При включении пресса под дейст-
вием силы ползуна вблизи надреза возникают растягивающие
напряжения, которые концентрируются в критическом сечении
и приводят к ломке прутка. На рис. 13 показаны ломатели, при-
меняемые для ломки прутков квадратного и круглого профилей.
Потребное усилие для ломки прутка зависит от предела
прочности стали, диаметра заготовки, размеров надреза и рас-
стояния между опорами в ползуне хладнолома. Удельное давле-
ние при ломке для углеродистой стали составляет 300—
350 Мн/м' (30 — 35 кГ/мм'), для легированной стали 400—
450 Мн/ммв (40 — 45 кГ/мм2) ..

ф 8. РИЗКА ЗАГОТОВОК НА МИХАНИЧИСКИХ ПИЛАХ
Механические пилы применяют для резки проката и обжа-
тых заготовок из цветных и черных металлов.
В зависимости от диаметра заготовки производят резку от-
дельного прутка или одновременно нескольких прутков, собран-
ных в пачку. Ялика отрезаемой заготовки в пределах длины ис-
ходного прутка не ограничивается. Резку заготовок на механи-
ческих пилах производят при мелкосерийном производстве по-
KOBOK.
При массовом и крупносерийном производствах поковок рез-
ку заготовок на механических пилах осуществляют в тех случа-
ях, когда к заготовкам предъявляют жесткие требования по гео-
метрии торца и допускам на длину.
Точность заготовок по длине при резке на дисковых пилах,
ленточных и ножовочных механических станках зависит от диа-
метра и длины заготовки. Яопуски на длину заготовок приведе-
ны в табл. 8.
Таблица 8
допуски на длину заготовок при резке на дисковых пилах,
ленточных и ножовочных станках (размеры в мм)
Допуск (+) при длине заготовки
Диаметр
или сторона
квадрата
Свыше 1000
600 — 1000
До 300
300 — 600
0,8 — 1,0
1,0 — 1,3
1,3 — 1,5
1,4 — 1,6
1,5 — 1,8
1,3 —,1,5
1,5 — 1,8
1,8 — 2,0
1,9 — 2,1
2,0 — 2,5
До 50
50 — 70
70 — 100
100 — 130
130 †1
1,0 — 1,3
1,4 — 1,5
1,5 — 1,8
1,6 — 1,9
1,8 — 2,0
0,8
0,8 — 1,0
1,0 — 1,3
1,2 — 1,4
1,3 — 1,5
~ недостаткам процесса резки на пилах относятся относи-
тельно низкая производительность, сложность изготовления ре-
жущего инструмента, большие отходы металла в стружку.
Механические пилы подразделяют на четыре основные вида:
дисковые зубчатые, дисковые абразивные, ленточные зубчатые и
нож овочные.
Яискавые пилы зубчатые обычно применяют для резки за-
готовок диаметром более 50 мм. Эти пилы имеют два движения:
главное (вращение пильного диска) и вспомогательное (подача
пильного диска на заготовку). Число оборотов пильного диска
определяет скорость резания заготовки, которая зависит от проч-
ности разрезаемого материала.
Долговечность работы пильного диска зависит от стали, из
которой он выполнен, точности изготовления и условий его экс-
плуатации. Обычно пильный диск изготовляют из стали ЭИ262.
В табл. 9 приведены скорость резания и стойкость пильного
диска в зависимости от предела прочности разрезаемого мате-
риала.
26

Таблица 9
Скорость резания и стойкость пильного диска
Предел
прочности
разрезаемого
материала
в Мн!м'
Предел
прочности
разрезаемого
материала
в Мн)м'
Продолжи-
тельность
работы до
затупления в ч
Продолжи-
тельность
работы до
затупления в ч
Скорость
резания
в м/сек
Скорость
резания
в м,'сек
0,4 — 0,5
0,3 — 0,4
0,25 — 0,3
700 — 800
800 — 900
Св. 900
6 — 8
4 — 6
3 — 4
. 0,2 — 0,2$
0,18 — 0,2
0,1 — 0,15
До 450
500 †6
600 †7
16 — 20
10 — 16
8 — 10
Дисковые пилы зубчатые в отечественной промышленности
изготовляют двух типов: диаметром диска 275 и 710 мм соответ-
ственно для разрезаемого металла с максимальным диаметром
80 и 255 мм. Толщина дисков 4 и 6,3 мм.
Рис. 14. Дисковая пила
для холодной резки ме-
талла:
— штурвал; 2 — ци-
линдр, обеспечивающий
аодачу материала; 8 — ци-
линдр, обеспечивающий
давление для зажима ма-
териала; 4 — верхний и
5 — нйжний зажимы; 6—
механизм ручной подачи
материала; 7 — первый
упор глубйны резания; 8—
рыча r включения подачи;
9 — рычаг зажима мате-
риала; 10 — второй упор
глубины резания; 11 — ко-
робка механизма подачи;
12 — электродвигатель;
13 — стружкосниматель;
И вЂ” привод, ременный;
15 — дискова я пила; 16—
салазки пилы; 17 — насос
для подачи йа пилу охла-
ждающей жидкости; 18
коробка привода ролика
подачи; 19 — ролик подачи;
20 — механизм подъема
материала
14
1~
1б
5
О
7
g
10
)7
О,
1У
20
27
устройство дисковой пилы с зубчатым дис-
ком. дисковая пила имеет станину, на которой смонтированы
зубчатый диск, регулирующие механизмы и гидравлический за-
жим для удерживания разрезаемого материала. На рис. 14 при-
веден общий вид дисковой пилы.
Дисковые пилы с абразивным диском. При изготовлении по-
ковок из жаропрочных сталей типа клапанов автомобильных
двигателей и других, когда нагрев заготовки и набор металла
производят на электровысадочных машинах, торец заготовки
должен быть абсолютно ровным, без заусенцев. Такое требова-
ние может быть соблюдено при резке прутков на дисковых пилах
с абразивным диском.

Подобные пилы применяют для резки прутков диаметром до
20 мм. Абразивный диск используют диаметром до 300 мм при
толщине до 2 мм; скорость его вращения 2,0 — 2,5 м/сек.
конструкция дисковой пилы с абразивным диском аналогична
конструкции пилы с зубчатым диском.
Ленточные пилы применяют для резки заготовок из стали и
цветных металлов. Наиболее распространенной конструкцией
ленточной пилы является пила с вертикальным расположением
зубчатой ленты. Рабочее движение ленты осуществляется от
электродвигателя с помощью верхнего и нижнего дисков, один
из которых является ведущим.
Ножовочные пилы применяют для резки заготовок неболь-
ших и средних сечений при мелкосерийном изготовлении поко-
вок. Особенно часто их применяют для резки трубных заготовок.
Ножовочные пилы просты в изготовлении и эксплуатации. По-
лотно ножовочной пилы разрезает металл только при движении
в сторону направления зубьев. При обратном движении полотна
реза не происходит. Скорость резания ножовочных пил зависит
от механических свойств разрезаемого металла и для среднеуг-
леродистых сталей составляет 0,25 — 0,7 м/сек.
Ниже приведена техническая характеристика наиболее рас-
пространенной пилы модели 872.
Длина ножовочного полотна в мм 450
Наибольший диаметр круга или сторона квадрата разрезае-
мого материала в мм 220
Число двойных ходов в минуту.............. 75 и 97
Габаритные размеры станка (длина;& t; шир н X высо а в мм 1350Х750Х1
ф 9.- АНОДКО-МЕХАНИЧЕСКАЯ РЕЗКА
Анодно-механическую резку применяют для высоколегиро-
ванных сталей. Процесс основан на разрушении металла элек-
трическим током, проходящим в зоне между электродом-инстру-
ментом и заготовкой. Расплавленные частицы металла выносят-
ся из полости раздела вращающимся электродом-инструментом
и струей рабочей жидкости. Рабочая жидкость необходима так-
же для замыкания цепи между режущим диском и заготовкой,
так как они не должны доводиться до непосредственного сопри-
косновения. Наилучшей рабочей жидкостью для процесса анод-
но-механической резки является жидкое стекло с удельным ве-
сом 1,28 — 1,32 кГ/м'.
Производительность процесса практически не зависит от ме-
ханических свойств разрезаемого металла. Процесс может проте-
кать при постоянном и переменном токах. Однако при использо-
вании переменного тока качество резки ухудшается, а
производительность процесса снижается приблизительно вдвое.
Напряжение постоянного тока для резки составляет 20 — 28 в и
зависит от толщины изделия. Величина силы тока зависит от се-
чения разрезаемой заготовки. Для небольших станков окружная
28

скорость электрода-диска 7 — 9 м/сек, для крупных станков с дис-
ками диаметром 400 — 700 мм она составляет 16 — 20 м/сек.
б 7
Рис. 15. Общий вид (а) и схема (б) анодно-механического отрезного
станка модели АМО-32:
1 — коробка для жидкости; 2 — сопло; 3 —; 4 — качающий рычаг; 5—
демпфер-регулятор; 6 — груз; 7 — ось; 8 — электродвигатель; 9 — ремень; 10—
рукоятка для отвода диска; 11 — рукоятка для зажима металла; 12 — разрезае-
мый металл; 13 —; 14 — бак; 15 — труба
Таблица 10
Техническая характеристика станков для анодно-механической резки
АМО-14
АМО-32
AMO-13
Характеристика
В отечественной промышленности изготовляют несколько мо-
делей станков для анодно-механической резки, техническая ха-
рактеристика которых приведена в табл. 10.
На рис. 15 показан станок для анодно-механической резки.
Наиоольший диаметр разрезаемой заготовки
в мм .
Время резки заготовок в мии.
Диаметр режущего диска в мм .
Толщина стального диска в мм .
Окружная скорость диска в м/сек
Мощность двигателя в кв17~ .
100
6 — 7
420
0,8 — 1,0
17
2
150
13 — 14
500
1
16
2
30
2,5
200
0,5 — 0,8
8,6
0,62

Глава IV
НАГРЕВ МЕТАЛПА ПЕРЕД ШТАМПОВКОЙ
ф 10. ocHoBHblE положиния
Передача теплоты от поверхности внутрь заготовки обу-
словлена теплопроводностью и теплоемкостью металла.
Чем выше теплопроводность металла, тем быстрее происхо-
дит проникновение теплоты внутрь заготовки, тем меньше тре-
буется времени на выравнивание температуры по поперечному
сечению изделия. Теплопроводность зависит от химического со-
става стали: чем больше в ней примесей, тем меньше ее тепло-
проводность. Так, если при комнатной температуре углероди-
стая сталь 10 имеет теплопроводность 290 кдж/(м ° ч 'С)
[69 ккал/(м ° ч 'С)] *, то углеродистая сталь 70 имеет
243 кдж/(м ° ч ° 'С) [58 ккал/(м ° ч ° 'С)], а хромоникелевая сталь
X18H9 — 61 кдж/(м ° ч ° 'С) 14.ккал/(м ° ч 'С)]. С повышением
температуры теплопроводность легированных сталей повышает-
ся, а углеродистых понижается. При температуре 700 — 800' С
теплопроводности этих сталей выравниваются.
Чем выше теплоемкость металла, тем больше требуется вре-
мени для выравнивания температуры внутри заготовки. Тепло-
емкость углеродистых сталей меньше теплоемкости легирован-
ных. В табл. 11 приведена теплоемкость углеродистой стали.
При нагреве заготовки во всех случаях образуется перепад
температур по поперечному сечению. Этот перепад тем больше,
чем больше сечение нагреваемой заготовки и скорость нагрева
Вследствие перепада температур в металле создаются значитель-
ные напряжения, которые при определенных условиях могут при-
вести его к разрушению. Появление напряжений в металле яв-
ляется следствием неравномерного изменения его объема при
нагреве и охлаждении.
Напряжения, возникающие в металле, даже при очень боль-
шой скорости нагрева почти всегда меньше тех, которые может
выдержать металл. Однако, если в металле имеются остаточные
30
* 1 кал = 4,1868 дж.

Таблица 11
Удельная теплоемкость углеродистой стали в кдж/(кг град}
(1 ккал=4,1868 кдж}
Содержание углерода в ~
с
Температура
в 'С
0,22
0,30
0,54
0,61
0,8
напряжения от предыдущих тепловых и механических операций
(прокатки, охлаждения металла после прокатки и т. п.), то в
сумме с напряжениями,,получаемыми при нагреве, они могут
превзойти допускаемые и вызвать трещинообразование. Скорость
нагрева отожженного металла может быть выше, чем неотож-
женного и легированного, так как в последних имеются остаточ-
ные напряжения.
При температурах свыше 550'С все стали, в том числе и ле-
гированные, становятся более пластичными, поэтому дальнейший
резкий подъем температуры не нарушает целостности нагревае-
мого металла. Многие стали обладают высокой пластичностью и
при более низких температурах (Π— 550'С), поэтому скорость
их нагрева может быть большой и в этом температурном интер-
вале. Следовательно, при выборе режима нагрева необходимо
учитывать марку стали, наличие остаточных напряжений (для
легированных сталей) от предыдущих операций, а также учиты-
вать в каких температурных областях происходит нагрев метал-
ла — низких или высоких.
Таблица 12
Предел прочности стали в Мк/мв при нагреве до ковочных температур
6
а ov
V О
® О Ж
Ь ®Фйч
Температура в 'С
Сталь
1200 1300
700 800
1110
900
1000
600
15
20
25
20
25
35
85 65
150 110
250 165
45
75
110
Мягкая .
Средней мягкости .
Твердая
25
35
50
30
55
75
120
250
375
400
600
800
31
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1100
1200
0,4665
0,482
0,502
0,515
0,5345
0,5675
0,6025
0,680
0,7045
0,7045
0,7045
0,710
0,4675
0,4825
0,5035
0,5165
0,5365
0,5695
0,6035
0,6915
0,6985
0,7010
0,7010
0,7036
0,4414
0,4815
0,5064
0,5235
0,5375
0,5724
0,6042
0,6892
0,6895
0,6896
0,6910
0,6935
0,4782
0,4841
0,5095
0,5251
0,5374
0,5733
0,6063
0,6864
0,6869
0,6870
0,6880
0,6901
0,4825
0,4862
0,5152
0,5261
0,5432
0,5754
0,6065
0,6781
0,6781
0,6784
0,6815
0,6842

ф 11. ТЕМПЕРАТУРНЫЕ ИНТЕРВАЛЫ ПРИ ГОРЯЧЕЙ ОБРАБОТКЕ МЕТАЛЛОВ
ДАВЛЕНИЕМ
При нагреве стали изменяется ее структура: наблюдается
рост зерен.
Если во время охлаждения происходит деформация стали, то
зерна аустенита дробятся. При этом структура стали изменяется
следующим образом. С одной стороны, при ударе молота или
нажатии пресса происходит деформация металла и связанное с
ней дробление зерен; с другой стороны, под влиянием нагрева
размер зерен увеличивается.
Штамповку желательно осуществлять при высоких темпера-
турах, так как металл в этом состоянии обладает наибольшей
пластичностью и на его деформацию затрачивается меньше уси-
лия. Однако штамповочные операции должны заканчиваться при
более низких температурах (близких к критической точке Асз),
для того чтобы предотвратить нежелательный рост зерен.
В табл. 13 приведены рекомендуемые температурные интер-
валы начала и конца штамповки стали и некоторых цветных
сплавов.
Таблица 13
Температурный интервал для горячей обработки давлением
некоторых металлов
Температурный интервал
в 'С
Металл или сплав
Конец
НаЧало
ТИЛЬ ° ° ° ° ° ° °
С
Медные сплавы .
Алюминиевые сплавы
Магниевые сплавы
1050 — 1350
750 — 850
470 — 500
370 — 430
700 — 950
600 †7
350 †4
300 †3
B результате исследований и наблюдений были установлены
зависимости между температурой и степенью деформации, ока-
зывающими влияние на величину зерна.
При штамповке в области высоких температур величину об-
жатия следует принимать равной 25 — 30'/О, а при штамповке в
области низких температур — до 5'~~.
32
При температуре окончания деформации стали в зависимо-
сти от химического состава и способов обработки имеют различ-
ный предел прочности. Из табл. 12 видно, что при нагреве до
ковочных температур предел прочности всех сталей значительно
уменьшается. Это позволяет осуществлять деформацию стальных
заготовок, не опасаясь за их разрушение, и использовать обо-
рудование, мощность которого во много раз меньше мощности,
потребной для деформации стали в холодном состоянии.

ф 12. НАГРЕВ ЗАГОТОВОН В ПЛАМЕННЫХ ПЕЧАХ
Режим нагрева. В высокотемпературных нагревательных ус-
тановках основным видом теплопередачи от источника к изделию
является излучение. При такой передаче теплоты одновременно
происходит излучение от факела к стенкам и своду печи, а также
непосредственно к нагреваемой заготовке.
Теплота передается сначала к поверхности заготовки, а за-
тем от поверхности внутрь ее.
Основными величинами, характеризующими режим нагрева
металла перед штамповкой, являются температура печи при по-
садке заготовок, скорость нагрева металла, конечная темпера-
тура нагрева, время выдержки при заданной температуре, общая
продолжительность нагрева, температурный интервал штам-
ПОВКИ.
Температура печи устанавливается в зависимости от марки
стали, формы и размера профиля нагреваемого металла. Подав-
ляющее большинство заготовок сечением до 100 мм из кон-
струкционных сталей сажают в печь при температуре 1200—
1300' С.
Скоростью нагрева называют повышение температуры метал-
ла в градусах за единицу времени.
Скорость нагрева зависит от температуры рабочего простран-
ства печи и теплопроводности металла. Чем выше температура
в рабочем пространстве, тем быстрее нагревается металл. Чем
выше.теплопроводность, тем быстрее передается теплота от по-
верхности заготовки внутрь ее.
Перепад температур между рабочим пространством печи и
нагретой заготовкой в обычных пламенных печах принимается,
как правило, равным 150' С.
Скоростной нагрев. При скоростном нагреве повышается
производительность печи, уменьшается примерно в 3 раза угар
металла и не происходит, практически, обезуглероживания стали.
Интенсивность передачи теплоты лучеиспусканием зависит от
разности четвертых степеней абсолютных температур печи и по-
верхности нагреваемого металла. Следовательно, с повышени-
ем температуры печи передача теплоты на поверхность нагревае-
мого металла сильно возрастает. В результате этого резко сни-
жается продолжительность нагрева металла.
Нагрев стальных заготовок при температуре печи 1400—
1500' С называется скоростным нагревом.
При скоростном нагреве размер камеры нагрева немного
больше диаметра заготовки. Если в обычных пламенных печах
. отношение поверхности нагреваемых заготовок к поверхности
стенок рабочего пространства печи составляет 1: 4 или 1: 5, то
при скоростном нагреве это отношение снижается от 1: 1,5 до
1:2,5. При скоростном нагреве применяют специальные кера-
мические горелки.
3 Заказ 491

Рис. 16. Керамическая радиацион-
ная газовая горелка
Рис. 17. Керамическая газовая го-
релка щелевого типа
ся под давлением к центру основания чашеобразной камеры и
проходит через маленькие отверстия в горелке вдоль поверхно-
сти чашеобразной камеры. Таким образом, горение протекает
от центра к краю углубления горелки. Поверхность чаши дово-
дится до температуры накала, реакция горения в пределах уг-
лубления горелки локализуется и устраняется контакт откры-
того пламени или потока горящих газов с нагреваемой заго-
товкой.
На рис. 17 показан другой тип керамической горелки, при-
меняемой для скоростного газового нагрева заготовок. В этой
горелке процесс горения полностью локализуется в керамической
печи, и продукты сгорания подаются на нагреваемую заготовку
с большой скоростью через узкие отверстия.
каждую радиационную горелку регулируют в отдельности,
что позволяет нагревать заготовки с переменным сечением. Для
скоростного газового нагрева заготовок под штамповку приме-
няют нагревательные установки различных конструкций. Тепло-
выми режимами нагревательных установок управляют с помо-
4
Наиболее распространенной горелкой новой конструкции яв-
ляется радиационная газовая горелка (рис. 16). По оси сопла
горелки радиально прорезаны 21 — 40 щелей, толщиной в свету
0,5 мм. Сопла закрепляют в керамической чаше, стенки внут-
ренней полости которой имеют волнистую поверхность. Диаметр
чаши газовой горелки составляет
50 — 170 мм.
Предварительно приготовлен-
ная газовоздушная смесь подает-

щью быстродействующих-приборов. Заг уз
ФЭ
ров заготовки.
которои подбирают исходя из разме-
На рис. 18 п ив
р едена вертикальная ~становка
ного газового нагрева
у вка для скорост-
тально-ковочной м ашине.
концов заготовки под выса к
д у на горизон-
Заготовки загружают в магазин 4, откуда пооче е но
рый транспор и
рт рует их через
рабочую камеру нагреватель-
ной установки 2. Заготовка,
нагретая до коночной темпера-
туры, попадает на приемное
устройство 1.
Ф
&g
Указанная нагревательная
Ж
установка предназначена для
нагрева концов заготовок диа-
метром до 38 мм и имеет про-
изводительность до 900 шт(ч.
Установка имеет механизиро- l
ванный регулируемый магазин,
который можно использовать
для заготовок различной дли-
ны (150 — 600 мм) .
Продолжительность нагре-
ва. Продолжительность нагре-
ва заготовок — один из наибо-
лее важных вопросов техноло-
гии кузнечного производства.
На продолжительность нагре-
ва влияют форма и размеры
сечения заготовки ее тепло-
Рис. 18. Ав
проводность темпе а
лО- для скоростного газового нагрева
1
ратура печи концов заготовок
и конечная температура нагре-
ваемой заготовки, а следовательно, и темпе ат ный
При нагреве металла пе е шта
те б
м, что ы скорость, с кото ой асп о
перед штамповкой необходимо следить а
з
р " р спространяется теплота внутрь
верхнос Б
вки, не ыла меньше ско ос
рости подачи теплоты на ее по-
хность. ольшая разность температ вн т енн
тонки и ее поверхн
р тур внутренней части заго-
ве хности создает термические нап
талле, приводящие к б
апряжения B ме-
не к о разованию кольцевых т ещин.
того, быстрый нагрев заготовки приводит к
талла.
зованию и оплавлению поверхности ме-
В зависимости от допускаемой скорости наг ева оп е
ся и продолжительность наг
Поо
грева металла.
3*
родолжительность нагрева холодны х заготовок до темпера-
35

туры 1200'С в пламенных печах определяется по формуле акад.
Доброхотова:
Z= kDQDu,
где D — сторона квадрата или диаметр заготовки в м;
k — коэффициент, равный 10 для углеродистых и 20 для ле-
гированных сталей.
Эта формула может быть применена в случае нагревания за-
готовки со всех сторон. Поскольку действительное расположение
заготовок на падине печи бывает различным, то результаты, по-
лученные по формуле Доброхотова, необходимо умножать на
коэффициент а из табл. 14.
Таблица 14
Коэффициент а, учитывающий форму заготовок и их расположение
на подине печи
Расположение заготовок
Коэффициент
Коэффициент
Расположение заготовок
1,3
2,2
1,4
1,3
Из данных табл. 14 следует, что в зависимости от расположе-
ния заготовок продолжительность нагрева увеличивается в 1,5,
2 и даже в 4 раза.
Перегрев и пережог. При нагреве стали выше определенной
температуры наблюдается интенсивный рост зерен. Если этот
рост в конце нагрева будет своевременно остановлен, то в про-
цессе последующей ковки или штамповки зерна дробятся, в ре-
зультате чего будет получен металл с хорошей мелкозернистой
структурой.
Если заготовка будет находиться в печи при высокой темпе-
ратуре в течение продолжительного времени, то произойдет чрез-
мерный рост зерна, т. е. перегрев металла.
36

Перегретая сталь характеризуется значительной глубиной
обезуглероженного слоя и крупнозернистой структурой с отчет-
ливо видным игольчатым строением феррита.
Если перегретый металл по какой-либо причине остается еще
в печи, температура которой продолжает повышаться, наступает
его пережог. При пережоге металла происходит сильное окисле-
ние по границам зерен и расплавление межкристаллитного веще-
ства. В результате образуются жидкие плены, ослабляющие
связь между зернами. Пережог можно обнаружить еще до нача-
ла штамповки при выемке металла из печи, по обилию рассыпа-
ющихся от заготовки искр. Во время штамповки пережженная
заготовка разрушается при первых же обжимах и дает харак-
терный крупнозернистый излом; поверхность кусков разрушен-
ного металла в холодном состоянии имеет серовато-синий окис-
ленный цвет. Если перегрев металла в отдельных случаях удает-
ся исправить введением последующего отжига, то пережог
исправлению не поддается — пережженный металл является
окончательным браком.
Угар и обезуглероживаиие металла. В процессе нагрева
стальные заготовки покрываются слоем окалины. Окалина пред-
ставляет собой продукт окисления железа кислородом воздуха.
Образование окалины на заготовках вызывает значительную по-
терю металла — угар. Угар металла за один нагрев составляет
до 2 — 3% веса заготовки. Куски окалины, отвалившиеся от ме-
талла, вступают в химическую реакцию с огнеупорной кладкой
подины печи, образуя легкоплавкие соединения, которые размы-
вают швы и вызывают преждевременное разрушение пода печи.
Скорость образования окалины зависит от состава и темпера-
туры печных газов, продолжительности пребывания металла в
печи, химического состава стали, формы и размеров заготовки и
температуры металла. Наиболее важными факторами являются
температура, продолжительность нагрева заготовок и состав печ-
ных газов. Если при температуре 900'С скорость окисления при-
нять за единицу, то при температуре 950'С она составит 1,25;
при 1000'С вЂ” 2; при 1100' С вЂ” 3,5, а при 1300' С вЂ” 7. Чем
больше продолжительность нагрева, тем больше угар металла.
По воздействию на металл печные газы могут быть окислитель-
ными, восстановительными или нейтральными.
К окислительным газам относятся кислород О&g ;, водя ой
Н~О и сернистый ангидрид SO&g ; К восстановитель ым относя
окись углерода СО и водород Н~, к нейтральным — азот Ng.
Чем больше в составе печной атмосферы содержится окисли-
тельных газов и в первую очередь кислорода, тем больше угар
металла. Присутствие в печной атмосфере большего или мень-
шего количества кислорода зависит прежде всего от коэффици-
ента избытка воздуха, при котором происходит процесс сгорания
топлива. Чем выше коэффициент избытка воздуха, тем больше
кислорода в печи, а это способствует увеличению угара.

В печах с газовым отоплением коэффициент избытка воздуха
может быть выбран минимальным. 1фоме окисления нагревае-
мого металла, имеет место еще и его обезуглероживание. Про-
цесс обезуглероживания состоит в том, что углерод, находящий-
ся в поверхностном слое металла, под слоем окалины, выгорает.
Глубина обезуглероженного слоя в зависимости от продолжи-
тельности выдержки и температуры составляет 0,2 — 1,5 мм.
Вследствие обезуглероживания ухудшаются механические свой-
ства стали. Инструмент, изготовленный из такой стали, стано-
вится нестойким, мягким, его режущие кромки не поддаются
закалке.
Безокислительный нагрев. Нагрев заготовок до 1000'С без
образования окалины производят в печах с нейтральной атмо-
сферой, созданной в отдельном газовом генераторе при неполном
сгорании углеводородного газа, из которого удалена большая
часть газа (СО~ и Н20), способствующего образованию окалины.
Такой нагрев осуществляют в электропечах сопротивления
или в печах с радиантными трубами.
При нагреве заготовок до более высоких температур создают
защитную атмосферу из паров хлорида лития и карбоната лития,
которые, конденсируясь на холодной стали, немного уменьшают
образование окалины.
В настоящее время применяют также безокислительный на-
грев заготовок в продуктах неполного сгорания. Исследования-
ми установлено, что количество образующейся окалины на заго-
товке при нагреве зависит от величины соотношений СО/СО& t
H2/Í20 в нагревательной печи. Чем меньше эти соотношения,
тем меньше окисляется заготовка.
Так, например, если при 1200'С отношение СО/СО~ = 3, а
отношение H2/Í20 = 1, 2, заготовка нагревается, не покрываясь
окалиной.
Эти соотношения могут быть получены в печи, если сгорание
главной составляющей природного газа — метана будет проте-
кать по реакции
4СН, + 40, = СО, + 3CO + ЗН,О+ 5H,.
Высокотемпературный безокислительный нагрев заготовок
перед штамповкой производят также в печах, работающих на ре-
генеративном принципе.
Этот принцип моЖет быть применен к любой газовой печи пе-
риодического или непрерывного действия, независимо от ее кон-
струкции и габаритных размеров.
Сущность такого теплового процесса заключается в предва-
рительном нагреве воздуха в регенеративном устройстве до тем-
пературы более 1000' С, что позволяет создать в печи атмосферу
с высоким содержанием СО (около 14'/о).
Сжигание газа осуществляется в два этапа: в печи и в ме-
таллических регенераторах, смонтированных на ней.
38

На рис. 19 приведена принципиальная схема процесса без-
окислительного нагрева заготовок под штамповку. Печь имеет
по две горелки с каждой стороны и два металлических регенера-
тора. Последние применяют попеременно для нагрева воздуха,
подающегося к газовым горелкам. При полной загрузке газовые
Рис. 19. Принципиальная схема безокислительного нагрева заготовок
под штамповку:
1 — ввод воздуха от вентилятора; 2 — ввод газа; 3 —; 4—
газовые каналы; 5 — металлические регенераторы; 6 — вентилятор; 7
выброс продуктов горения; 8 — смеситель: 9 — клапаны; 10 — печь
горелки зажигаются на одной стороне одновременно, в то время
как горячие продукты сгорания проходят через газовые каналы,
расположенные на противоположной стороне, и сжигаются со
вторичным воздухом в регенераторе, который находится сверху
бокового канала, над печью. Переключение горелок с одной сто-
роны на другую происходит каждые 30 сек. Клапаны дроссель-
ного типа направляют потоки основного воздуха и расходуемого
газа, которые присоединяются к основному питанию горелок, на-
ходящихся с каждой стороны печи.
39

Часть продуктов сгорания из нагревательной камеры венти-
лятором нагнетается в регенераторы для дальнейшего сжигания;
остальная часть снова поступает по трубке в камеру сжигания с
нагретым воздухом. Продукты сгорания при температуре 200'С
окончательно удаляются из печи.
ф 13. ЭЛЕХТРОНАГРЕВ
Н аиболее совершенным является процесс нагрева заготовок
с применением электрического тока. Его осуществляют в элек-
тропечах, работающих от элементов сопротивления, контактным
способом и индукционными токами промышленной и повышен-
ной частоты.
Нагрев сопротивлени-
290 80 ем. Нагрев заготовок в
электропечах, работаю-
% 5SO 70 щих от элементов сопро-
тивления, не получил ши-
~ в588 рокого распространения
вследствие его неэконо-
~+ ~á5 50 мичности и невозможно-
сти получить высокую
о ~о zo го ~o so so, Te»ep»ypy необходи
мую для нагрева стали
Рие. 20. 3aBHcHMocTb K. rr. д. и удельного под штамповку. этот cno-
l
расхода электроэнергии от отношения —. соб часто применяют для
нагрева заготовок из цвет-
1 — длина заготовки в см; Ы вЂ” диаметр заго- НЫХ МЕтаЛЛОВ И СПЛавОВ.
товки в см (удельный расход электроэнергии в
кот ч на 1 т стали, нагретой до t = 1200'С) Контактный электро-
нагрев. Контактный элек-
тронагрев применяют при крупносерийном и массовом про-
изводствах поковок, изготовляемых из заготовок круглого по-
стоянного сечения.
При контактном нагреве желательно, чтобы отношение меж-
1
ду диаметром Ш и длиной 1 заготовки составляло — ) &gt
ДЗ
%
.бО
l
При — ( 1 удельный расход электроэнергии повышается
Д2
(рис. 20). Особенно целесообразен местный электронагрев для
гибки, чеканки и штамповки, который осуществляется так, как
показано на рис. 21.
Контактный электронагрев наиболее целесообразно приме-
нять для заготовок диаметром до 45 мм. Необходимо иметь в
виду, что при контактном нагреве концы заготовки, зажатые ф
контактах, остаются относительно холодными, это ограничивает
применение указанного способа нагрева. Контактный нагрев
следует применять для заготовок небольших деталей типа рыча-
гов, вилок и шатунов, так как холодные концы заготовки в этом
40

Рис. 21. Электроконтактная установка для местного нагрева
случае отойдут в облай. Длина кон-
цов заготовки, зажимаемых в кон-
тактах, должна быть не менее 0,5
диаметра исходной заготовки. Ми-
нимальная длина нагреваемой ча-
сти заготовки зависит от возможно-
сти сближения контактных голо-
вок.
Продолжительность электрокон-
тактного нагрева стальных загото-
вок может быть определена по гра-
фику на рис. 22.
Для ориентировочных расчетов
потребляемая мощность может быть
определена из среднего расхода
электроэнергии на 1 кг нагреваемо-
го металла. Для нагрева стальных
заготовок эта величина составляет
325 — 350 квт. ч.
В отечественной промышленно-
сти изготовляют электроконтактные
нагревательные установки однопо-
зиционные и многопозиционные.
м~ 50
~ 02
ь ЗЧ
Ж
6
Ilj
ь~ 78
М им
,Диаметр
Рис. 22. продолжительность
нагрева (до 1 = 1200' С)
стальных кузнечных загото-
вок на контактных уста-
новках
Индукционный электронагрев заготовок применяют при мас-
совом производстве поковок.
41

Принцип индукционного нагрева основан на прохождении
электрического тока по поверхности нагреваемой заготовки, во-
круг которой создается магнитное поле. Если ток переменный,
то магнитное поле претерпевает те же изменения, что и ток, т.,е.
изменяется его величина и направление. Толщина слоя, по кото-
рому проходит переменный электрический ток, называется глу-
биной проникновения тока и определяется по формуле
где f — частота тока в гц;
p — магнитная проницаемость в гн)м;
р — удельная электропроводность материала в ом мм'/м.
Когда стальная заготовка достигнет температуры выше точки
магнитных превращений (точка Кюри), значения магнитной про-
ницаемости и удельной электропроводности р, и р значительно
уменьшаются, что резко увеличивает глубину проникновения то-
ка. Поэтому различают глубину проникновения тока в холодную
сталь, т. е. нагретую ниже температуры магнитных превраще-
ний, и глубину проникновения в горячую сталь, т. е. нагретую
выше температуры магнитных превращений.
В табл. 15 приведены данные по глубине проникновения тока
при нагреве заготовок.
Таблица 1$
Зависимость глубины проникновения тока от его частоты
и температуры нагреваемой заготовки
Глубина проникновения в мм
при нагреве
Глубина проникновения в мм
при нагреве
Частота
тока в ги
Частота
тока в гц
выше точки
Кюри
ниже точки
Кюри
выше точки
Кюри
ниже точки
Кюри
2500
8000
50
1000
12,7
3,2
1,5
0,8
9,9
5,1
66
16,5
Эффективность и экономичность индукционного сквозного
нагрева металла в основном зависит от правильного выбора
частоты тока.
Необходимая частота с достаточной для практических расче-
тов точностью может быть определена по формуле
30 000
Д2
где d — диаметр нагреваемой заготовки в см.
Так как глубина проникновения тока зависит от его частоты
и температуры нагрева заготовки (табл. 15), то для повышения
42

к. п. д. установки рекомендуется производить нагрев заготовок,
применяя разные частоты.
В табл. 16 приведены рекомендуемые частоты тока и продол-
жительность нагрева заготовок.
Таблица 16
Частота тока и продолжительность нагрева стальных заготовок
Продолжительность нагрева в мив
при частоте тока в гц
Диаметр
заготовки
в мм
Частота тока в ги
500 1 000
2500 8000
50
0,4
0,8
1,4
2,0
8000
8000
8000
8000
0,6
1,0
1,6
2,3
3,0
4,0
5,0
2500
2500
2500
2500
2500
2500
50
50
ЕО
12,0
15,0
20,0
Для повышения к. п. д. нагрева необходимо соблюдать пра-
вильные соотношения размеров заготовки и индуктора. На
ко.v/ò
800
~~ бОО
&l ;~
~з
200
15 20 ЯО Фд $0 70 IN 150 800 ии
Яиаиетр загопзобки
Рис. 23. Б; определению удельного расхода электроэнергии
при индукционном нагреве
рис. 23 приведены данные о расходе электроэнергии в зависимо-
сти от частоты тока и диаметра заготовки.
43
20
30
40
о0
60
70
80
90
100
IIO
120
150
175
200
500
500
50'
„„00
500
500
500
500
500
1000
1000
1000
1000
1000
1000
1000
1000
1000
2Я
3,2
4,2
5,5
7,0
8,5
14,0
18,0
25,0
I,4
2,0
2,8
3,6
4,6
6,0
7,5
9,0
16,0

Необходимую мощность генератора определяют по формуле
3600Gn
Рв — — квт,
где G — масса заготовок в кг;
и — расход электроэнергии на нагрев 1 кг металла в квт ч;
't — продолжительность нагрева заготовок в свк.
Яля стали величина и при индукционном нагреве составляет
0,5 — 0,65 квт ч/кг.
В отечественной промышленности изготовляют однопозицион-
ные и двухпозиционные индукционные нагреватели.
При проектировании технологических процессов с примене-
нием индукционного нагрева следует предусматривать использо-
вание мерных заготовок. При этом может быть применен индук-
тор методического типа (рис. 24).
При работе от прутка следует иметь в виду, что конец заго-
товки после очередной штамповки остается нагретым, это при
последующем нагреве может вызывать его оплавление.
э 14. ВЫБОР НАГРЕВАТЕЛЬНЫХ ПЕЧЕЙ
При выборе нагревательных печей заготовки условно можно
подразделить на пять основных групп:
группа 1 — однократно нагревают один конец;
группа П вЂ” многократно нагревают один конец;
группа Ш вЂ” нагревают однократно оба конца;
группа IV — нагревают среднюю часть;
группа V — нагревают целиком.
Заготовки группы I, в свою очередь, подразделяют на две
подгруппы:
нагреваемый конец 1„(5d, а длина всей заготовки l„, =
= 5 —: 10d (d — диаметр заготовки);
нагреваемый конец l„( 10d, а длина всей заготовки 1„, &
) 10d и может доходить до 8 м.
Заготовки первой подгруппы часто используют в машино-
строении, когда требуется получить утолщение на одном конце
высадкой на горизонтально-ковочных машинах.
При массовом и крупносерийном производствах указанные
заготовки надо нагревать в индукционных нагревателях. При
отсутствии электричества нагрев следует производить в специ-
альных печах, предназначенных для скоростного нагрева (см.
рис. 18), при этом необходимо учитывать, что в настоящее время
конструкции горелок ограничивают длину нагреваемого конца
до 300 мм.
При мелкосерийном производстве указанные заготовки сле.
дует нагревать в газовых печах очкового типа. Заготовки второй
подгруппы используют в вагоностроении и других отраслях ма-
шиностроения, когда у длинного прутка следует сделать утол-
щение в виде проушины. Подобные операции производят обычно
44

° В
Ю
Ф
° В

высадкой на горизонтально-ковочных машинах. Если утолщение
необходимо сделать на двух концах прутка, то нагрев концов и
высадку производят раздельно. Указанные заготовки независи-
мо от масштаба производства следует нагревать в пламенных
печах щелевого типа.
Заготовки группы II чаще всего используют в подшипнико-
вой промышленности при изготовлении кольцеобразных поковок
на горизонтально-ковочных машинах с отделением поковки от
маточного прутка. При таком процессе длина штанги составляет
2 — 8 м, а длина нагреваемого конца L„& t; 1
При индукционном нагреве конец заготовки после первого
нагрева и высадки нагретого металла имеет различную темпера-
туру по длине; при повторном нагреве наиболее нагретая часть
металла может оплавиться, а другая часть, находящаяся ближе
к маточному прутку, не достигнуть ковочной температуры. Что-
бы избежать этого, после первого нагрева и использования при
высадке части прутка оставшуюся часть следует охлаждать до
температуры цеха, что требует организации промежуточных
складов и увеличивает расход топлива. Такой нагрев заготовок
является сложным и экономически нецелесообразным. Поэтому
заготовки группы II следует нагревать в газовых печах щелево-
го типа.
Заготовки группы Ш используют в автомобильной промыш-
ленности и подразделяют на две подгруппы:
оба конца нагревают на длину l ( 0,5l.
оба конца нагревают на длину 1„) 0,5L,
Заготовки первой подгруппы в практике независимо от мас-
штаба производства нагревают (поочередно каждый конец) в
пламенных печах щелевого типа. В зависимости от технологиче-
ских требований и масштаба производства нагреву одновремен-
но подлежат два конца или один конец. При массовом и крупно-
серийном производствах (если это допускается технологическим
процессом) следует нагревать одновременно оба конца.
Яля указанных заготовок желательно применять индукцион-
ный нагрев. Создать агрегат, состоящий из двух обычных индук-
ционных нагревателей с автоматической загрузкой и выдачей
нагретой заготовки, очень сложно. В данном случае могут быть
применены индукционные нагреватели щелевого типа — проход-
ные, конструкция которых проста и позволяет полностью авто-
матизировать процесс нагрева заготовок. Однако к. п. д. нагре-
вателя щелевого типа значительно ниже, чем нагревателя
тоннельного типа. Последнее обстоятельство ограничивает при-
менение нагревателей щелевого типа.
Яля заготовок второй подгруппы экономически целесообраз-
но и технически возможно применение скоростного нагрева в
газовых печах специальной конструкции. При мелкосерийном
производстве следует нагревать один конец таких заготовок в
пламенных печах щелевого или очкового типа.
46

Заготовки второй подгруппы используют в автомобильной
промышленности и других отраслях машиностроения, когда по-
ковка z вытянутой осью не может быть изготовлена на существу-
ющем оборудовании из-за недостаточной его мощности. В этом
случае поковку изготовляют методом секционной штамповки,
т. е. в два приема: вначале штампуют первую, а затем вторую
половины. В настоящее время таким способом изготовляют по-
ковки для балок передних осей некоторых грузовых автомобилей
и другие поковки. При этом производят нагрев концов заготовки.
Вначале нагревают один конец (обычно больше половины длины
заготовки) заготовки, производят штамповку, обрезку, а затем
нагревают второй конец. Нагрев заготовок рекомендуется осу-
ществлять в пламенных печах щелевого типа.
Заготовки группы IV применяют в машиностроении при из-
готовлении деталей гибкой на горизонтально-гибочных машинах
или специальном оборудовании. Заготовки подразделяют на две
подгруппы:
нагреваемая часть l ) 0,5l„,;
нагреваемая часть 1 ( 0,5L„,.
Заготовки первой подгруппы обычно нагревают целиком в
щелевых пламенных печах.
Нагрев заготовок второй подгруппы вызывает затруднения
и требует специальных нагревательных устройств. При массовом
и крупносерийном производствах деталей для нагрева этих заго-
товок необходимо применять специальные электроконтактные
машины с регулирующими контактами (см. рис. 21).
При отсутствии электроэнергии заготовки следует нагревать
в пламенных печах щелевого типа с проходной щелью.
Заготовки группы V нашли в машиностроении самое широ-
кое распространение и могут быть подразделены на три основ-
ные подгруппы:
постоянного сечения мерной длины;
периодического сечения мерной длины;
постоянного сечения немерной длины.
Заготовки первой подгруппы применяют при изготовлении
поковок на штамповочных молотах и кривошипных ковочно-
штамповочных прессах. Используют заготовки самых различных
длин, на практике — "' = 1,5 —: 10 и более.
При массовом и крупносерийном производствах поковок за-
готовки первой подгруппы следует нагревать в индукционных
н а грев ателях.
Если нельзя применить электронагрев, используют пламенные
печи. Нагрев в пламенных печах осуществляют следующим об-
разом.
Заготовки квадратного сечения могут быть нагреты в печах
с вращающимся подом и толкательного типа. Практически уста-
новлено, что печи с вращающимся подом применяют для загото-
47

вок квадратного сечения размером 60 )( 60 мм и более. При
этом длина заготовки l„, ) За, но не более 12а (а — сторона
квадрата). Квадратные заготовки длиной более 12а нагревать
не рекомендуется, вследствие того что получились бы неконст-
руктивные решения печи, средств механизации для загрузки печи
и выдачи нагретых заготовок.
Печи с вращающимся подом могут быть применены и для
заготовок круглого сечения, но при этом вращающийся под дол-
жен иметь соответствующие желоба, предохраняющие заготовку
от смещения с позиции, на которой она должна находиться в
процессе нагрева. Отношения длины заготовки к ее диаметру
примерно такие же, как и для квадратных заготовок, хотя прак-
тически допускается, чтобы минимальная длина была до 2 диа-
метров, так как при наличии пода печи с желобами и соответ-
ствующих средств механизации можно осуществлять многоряд-
ную укладку заготовок в каждый желоб пода печи.
В зависимости от организации производства поковок и пла-
нировочных решений цеха для нагрева указанных заготовок мо-
гут быть применены пламенные печи толкательного типа. Заго-
товки на поду печи могут быть расположены вдоль и поперек оси
толкателя. Заготовки квадратного сечения располагают поперек
оси .толкателя в один или несколько рядов, в зависимости от
длины заготовки; заготовки круглого сечения — вдоль и поперек
оси толкателя. Вдоль оси располагают заготовки, имеющие дли-
ну l„, ( 10d. Заготовки большей длины плохо проталкиваются,
ход толкателя увеличивается и он становится неконструктивным.
Заготовки диаметром 60 мм и более с длиной l„, = 10 —: 20d
располагают на поду печи поперек оси толкателя в один ряд по
ширине пода. Многорядное расположение в подобных случаях не
рекомендуется из-за невозможности предохранить заготовки от
выпучивания во время их продвижения по поду печи.
При мелкосерийном производстве поковок на штамповочных
молотах нагрев заготовок надо производить в пламенных печах,
так как в этом случае индукционный нагрев применять экономи-
чески невыгодно из-за значительного понижения к. п. д. нагре-
вательных установок.
При мелкосерийном производстве поковок на кривошипных
ковочно-штамповочных прессах способ нагрева заготовок зави-
сит от их размеров. Например, при длине заготовки l„, (2,5d
нагрев следует осуществлять в пламенных печах, так как обычно
такие заготовки деформируются в торец; при этом осыпающаяся
окалина сдувается с полости штампа сжатым воздухом. Для за-
готовок длиной l„, ) 2,5Ш целесообразнее применять индукци-
онный нагрев, который хотя и удорожает процесс нагрева, но
обеспечивает требуемое качество поковок и увеличивает срок
службы штампов.
Заготовки второй подгруппы имеют переменное сечение (пе-
риодический прокат). Их применяют для изготовления поковок
48

z вытянутой осью при массовом и крупносерийном производст-
вах. Нагрев подобных заготовок производят в пламенных печах
толкательного типа с однорядным расположением поперек оси
тол кателя.
Заготовки третьей подгруппы применяют главным образом в
подшипниковой промышленности и в других отраслях машино-
строения при массовом и крупносерийном производствах поко-
вок. К этой группе заготовок относятся прутки диаметром 20—
120 мм и длиной до 6 м. Из каждого прутка изготовляют не-
сколько поковок. Прутки нагреваются непрерывно в процессе
перемещения их через индукционный нагреватель. Такую схему
нагрева заготовок применяют при изготовлении поковок подшип-
никовых колец и других круглых в плане деталей.
Поковку на многопозиционном горизонтально-высадочиом
автомате изготовляют с последующим отделением ее от маточ-
ного прутка, который нагревается последовательно по мере по-
дачи его через индуктор подающим механизмом, связанным с
работой высадочного автомата. Аналогичным образом нагрева-
ют заготовки при изготовлении кольцеобразных поковок на мно-
гопозиционных вертикальных автоматах. В этом случае пруток,
нагретый последовательно до ковочной температуры, выдается
из индукционного нагревателя на длину, которая соответствует
длине одной поковки, отрезается специальными ножницами и
подается к штамповочному автомату.
4 Заказ 401

Глава V
ИЗГОТОВЛЕНИЕ ПОКОВОК НА ШТАМПОВОЧНЫХ МОЛОТАХ
% 1$. СУЩНОСТЬ ПРО4ЕССА
И ХАРАКТЕРИ(;.ТИКА ШТАМПОВОЧНЫХ МОЛОТОВ
Сущность процесса. В зависимости от конфигурации тре-
буемой поковки применяют несколько способов горячей объем-
ной штамповки под молотами.
Одноручьевая штамповка заключается в использовании
штампов с одним окончательным ручьем. Этим способом глав-
ным образом штампуют поковки несложной конфигурации: без
больших выступов, узких ребер и острых углов, затрудняющих
течение металла. Яля получения поковок сложной конфигурации
в одном окончательном ручье иногда прибегают к использова-
нию предварительно профилированных заготовок, полученных на
вальцах консольного типа, которые установлены рядом со штам-
повочным молотом. При этом процесс осуществляется с одного
нагрева.
К достоинствам одноручьевой штамповки следует отнести
простоту конструкции штампов, возможность проведения штам-
повки под молотами простого действия и более эффективное ис-
пользование мощности молота.
Многоручьевая штамповка является наиболее распространен-
ным способом горячей объемной штамповки. При этом в штам-
пах обычно имеются окончательный и предварительный ручьи, а
также заготовительные ручьи, подготовляющие заготовку. При
многоручьевой штамповке преобразование исходной заготовки в
готовую поковку осуществляют в одном многоручьевом штампе.
Расчлененная штамповка состоит в том, что поковку слож-
ной конфигурации и больших размеров штампуют на двух мо-
лотах.
Комбинированная штамповка заключается в том, что поков-
ку, отштампованную на молоте, подвергают после обрезки аблая
деформации на какой-либо другой машине, которая обеспечивает
получение окончательной и требуемой формы. Указанное обору-
50

дование устанавливают в одну поточную линию со штамповоч-
ным молотом, процесс осуществляется с одного нагрева.
Штамповочные молоты. Для штамповки поковок применяют
штамповочные молоты двойного и простого действия. У молотов
двойного действия (рис. 25, а) с массой падающих частей 0,5—
34 т энергоносителем является перегретый пар давлением
Рис. 25. Паровоздушный штамповочный молот двойного действия (а)
и схема его парораспределения и управления (б):
1 — цилиндр; 2 — подвеска золотника; 3 — дроссель; 4 — подцилиндро-
вая плита; 5 —; 6 — шток; 7 — баба; 8 — тяга управ-
ления; 9 — штамподержатель; 10 — направляющие; 11 — ус саблеоб-
разного рычага; 12 — опорная поверхность станины; 18 н 14 — педали;
15 — точка; 16 — золотник; 17 — поршень; 18 — уплотнение; 19 — шабот
900 кн/м' (9 ат) или сжатый воздух давлением 800 кн/м' (8 ат).
Масса шабота такого молота примерно в 20 раз больше массы
ero падающих частей. Управление молотом осуществляется по-
средством системы рычагов (рис. 25, б).
Указанная система рычагов подвешена к молоту в четырех
точках: к золотнику 2, к дросселю 8, к станине и к педали 18.
Баба 7, выводимая из среднего по высоте положения легким на-
жатием на педаль 14, переходит на автоматическое качание.
Если педаль больше не трогать, точка 1о остается неподвижной.
Ус 11, прижимаясь одним концом к наклонному скосу на бабе,
4ф 5(

качается вправо и влево, передавая через второй конец движе-
ние золотнику 16; при этом, когда баба идет вниз, золотник опус-
кается- и пар начинает поступать в рабочий цилиндр под пор-
шень 17, заставляя бабу изменить направление движения. Когда
баба идет вверх, золотник поднимается и пар начинает посту-
пать в рабочий цилиндр над поршнем, что заставляет бабу
опять изменить направление движения. Затем цикл повто-
ряется.
Для нанесения удара нужно нажать на педаль 14 в тот мо-
мент, когда баба идет вниз. Тогда точка 15 получает движение
вверх, и так как ус II остается прижатым к скосу на бабе, то
это приводит к резкому подъему золотника. Одновременно с этим
открывается на полное сечение дроссель 8, и происходит удар.
Если затем отпустить педаль, то положение уса 11 приводит к
моментальному подъему бабы и возвращению ее на автоматиче-
ское качание. В автоматическом подъеме бабы и состоит главное
назначение указанной системы рычагов. Благодаря подъему ба-
бы штамповщику остается только наносить удары. Небольшой
расход пара при автоматическом качании, происходящем при
полуприкрытом дросселе, исключает возможность скопления
конденсата в рабочем цилиндре и обрызгивания им рабочего ме-
ста через уплотнение 18.
Гидравлические штамповочные молоты двойного действия
выпускают за рубежом с энергией удара 1500 — 6000 кГ ° м, име-
ющими 80 ходов в минуту (стандартное число). На гидравличе-
ских молотах можно изготовлять 'все поковки, которые изготов-
ляют на паровоздушных штамповочных молотах. Производи-
тельность гидравлических молотов мало отличается от
производительности паровоздушных молотов. Скорость соударе-
ния рабочего инструмента гидравлических молотов примерно на
40~/ц выше, чем паровоздушных молотов, что позволяет получать
поковки повышенной точности, т. е. с уменьшенным допуском
(на 50'/~ по высоте) в направлении удара.
К. п. д. гидравлических молотов примерно в 3 раза выше
к. п. д. паровоздушных молотов, что позволяет уменьшить экс-
плуатационные расходы, а следовательно, снизить на 5 — 6'/ц се-
бестоимость поковок.
Привод молота состоит из электродвигателя, вертикального
насоса, гидровоздушного аккумулятора и сливного бака. Весь
агрегат гидропривода обычно монтируют на подцилиндровой
плите молота. Однако есть конструкции молотов, где агрегат
гидропривода расположен рядом с ними.
Принцип работы гидравлического штамповочного молота
двойного действия фирмы Массей показан на рис. 26.
жидкость (масло) из бака б при помощи насоса 7 через
впускной клапан 8 подается в верхнюю полость рабочего ци-
линдра 4 и благодаря большой поверхности поршня 5 переме-
щает бабу 8 вниз, в результате чего происходит соударение верх-
52

ней и нижней половин штампа. После удара впускной клапан 3
закрывается, а,выпускной 2 открывается, при этом жидкость из
цилиндра 4 поступает в сливной бак 6.
Одновременно под нижнюю часть поршня непрерывно посту-
пает жидкость высо~ого давления и поднимает падающие части
молота вверх, при этом равномерность давления обеспечивается
при помощи гидровоздушного аккумулятора 1.
Рис. 26. Гидравлический штамповочиый молот (а) и его схема (б)
Как только поршень 5 ддооссттииггннеет т ссееррееддиинны ы ццииллииннддрра а 44, ко-
нечный выключатель открывает впускной клапан 8, и жидкость
от насоса 7 начинает поступать в верхнюю часть цилиндра, за-
медляя движение поршня вверх. При достижении поршнем
крайнего верхнего положения конечный выключатель закрывает
выпускной клапан 2. Если педаль молота при этом остается на-
жатой, то произойдет второй удар и т. д.
Величина энергии каждого удара определяется положением
нажатой педали молота. Если педаль нажата до отказа, то про-
изойдет удар полной мощности.

Организация производства изготовления поковок в агрегатах
гидравлических молотов такая же, как и в агрегатах паровоз-
душных молотов.
Штамповочные молоты простого действия приводятся от
электродвигателя, перегретым паром, сжатым воздухом или от
гидропривода. Указанные молоты бывают с жесткой и гибкой
СВЯЗЯМИ.
Молоты с жесткой связью применяют с тонким штоком. Они
работают на паре, сжатом воздухе или на гидравлике. Применя-
ют молоты с доской, работающие от электродвигателя. Молоты
с металлическим штоком имеют массу падающих частей до 10 т,
молоты с доской — до 5 т. Все большее распространение полу-
чают гидравлические м ол оты пр о стого действия.
Эти молоты предназначены в основном для штамповки мелких
деталей с вытянутой осью и тонким полотном (типа гаечных
ключей, медицинского инструмента, столовых приборов и т. д.).
На молотах осуществляют также правку поковок после терми-
ческой обработки.
По сравнению с падающими фрикционными молотами эти
молоты надежнее в работе и экономичнее, так как не требуют
применения дорогостоящих и часто выходящих из строя фрикци-
онных досок. Кроме этого, они значительно проще в эксплуа-
тации.
Гидравлические молоты простого действия за рубежом изго-
товляют с массой падающих частей 500 — 2000 кг и числом хо-
дов 25 — 40 в минуту. На рис. 27 приведен гидравлический штам-
повочный молот простого действия с массой падающих частей
1250 кг, изготовляемый в ЧССР. В верхней части молота (в
стальном коробе) размещены рабочий цилиндр и гидрораспре-
делительная система, над коробом установлен воздушный ре-
сивер.
В отличие от гидравлических молотов двойного действия
фирмы Массей насосно-аккумуляторная станция и сливной бак
расположены внизу, рядом с молотом. Производительность гид-
равлического штамповочного молота простого действия пример-
но такая же, как и падающего фрикционного молота.
Молоты с гибкой связью изготовляют с ремнем или с цепью
(рис. 28), они работают от электродвигателя. Молоты с ремнем
имеют массу падающих частей до 3 т, а с цепью — до 8 т. В со-
временных конструкциях штамповочных молотов простого дей-
ствия с жесткой и гибкой связью предусмотрена возможность
регулирования силы удара бабы молота.
Бесшаботные молоты (рис. 29) работают с энергией удара до
1000 кдж (100 Т ° и). Есть тенденция дальнейшего увеличения
энергии удара молотов. Крупные штамповочные молоты других
конструкций требуют массивных шаботов и фундаментов и при
работе вызывают сильное сотрясение грунта. Бесшаботные мо-
лоты тои же мощности не имеют указанных недостатков.
54

Ю
Оф
к"' ~
° М Я
~ЯМ
х ~ф
Д !"."
~ ) 3(
0098'
00 /5'
55
э',Я
:ф О
М ~
v o
©и
В.'~~
Cl
CO
Я э',Я
&l
Ж
Ф-ч Р'
О
Ф
О
~Я И
И
~ц Щ
Ж
С4 2
xo~mk
„ф О ~-~О сю
~(сi о о.~
фЦ ЯЖОИ
.ц ~ f v O ce
gQ „. ««» х ° Ф
м"
О v ea!о
1~~ ю42~ ',ф
а ~ооа
й Оех ~О
О щ Я~щ
o ~[ ~~ м
О
О ~4~
а. '"э~ ~ &
д ~ ~~~.. 6
ж„"~ 1Я
зщо к
~ ~'-; д, 3 ч~ю Q
° ~ е е
х~~~о
~Ок(хх
, "° ev
&g ;е
c6 g
Я ~-
~«3» ц) ~ Щ
y v 63
~кось
и"~
ф
аз
° ~~ »« °
О~ Я х
й~
~) ® Х „" М
д'~~ о,
~й а
ClQ щ
ф' ~( М
х ~~хж
Ф Ж
о &lt
И~о ~Ф~ф
б~
(g tg
'~"' о
хФ; .„
а.о ..д,
0о "~
м v
и", М
а
~~«Ъ Ц
e"
О
М~ й»
Ф &g
ИШЯ/
о
° » °
о.
о O.g
ОО0.
ор п.>
0 оО,
u.,-
0.
° ° ф
Ф
Ф, ю
1i, 'O&
' 'и~.~
)ф ° 0 4/ Ф
Ф
ф' ф °
° Ф
° о.
'ФРУ
'o' o 4~,
° °
'у ~ф
~и.
Ф
.о.
Ф/Ф
'Р
p' 0 °
r е Р
r ° °
рО
~Р °
r °
о
фР
,;'~ 0
° °
° фф
' .0О.
0.
и 0,-.'
° o d.

цддщрщщ~ Macca IIpoassopa ввддрщ~~ Mscca ПдОО9304м
частей поковки T6Jlb80®Th частей HQKDBKH TEL! HUT.1'&
молота в т в кг в ка!ч молота в m в кг в кг~ч
1
° ° ° Э в ° ° й ° ° °
ф ф ° ° ° ° й б °
й ° й °
° й ° в й ° ° ° в
в °
! й
° ° °
P
1 ° ° ° °
ю °
Э ° а ° °
4 s
Э 1 °
II 3 °
9 J
Ф Э:
ф й й
м Э
В
° ° е
° ° 1 °
Э й ° Э
Э! в °
° й
4 ° ! °
3 °
s
C
М
Ю
° й
В
° й
Э ° ° e
й ° ° в
1 ~ ° й
ф ° °
. '.&
° «
~ -..:,".:«
° ° ° э
«
° ~ ° 1
4 ° в
1 ° в
° J °
Э °
1 ° ° й
й
° в в Э
° °
й
Э °
Э ° °
° в °
° ° ° 3 Э J ° °
] ° ! i
Э
° й
1 °
й й
в 4
° °
й ° °
»- '.
° ! °
° °
° °
I:
!
»':. '
,l
° й
° й ° в
ю ° °
Э Э °
° °
«
«
! °
1 ° ° ° ° °
в Э i ° ° Э ° °
° ° ° Э °
° Э
° в °
й ° в ° °
в °
° °
° ° в
Э ° °
° й
° Я i
Э ° 4 ° ! 1
° °
° 1 й в
° ° °
° I
й! ° в ° в ф
1 Э ! ° 3 ° ° °
) У )
!6'.! l
! ! & t
! ! ! &
1 & t
! ! ! !
! !
! ! f !
4 °
в
1
1
1 I
1
1
1
1
° I
...«:.>.':: :»
''. &
'«
&
%-:-,:..:::. «':.»: »&
&
' 4.::. -",'&
&
( ..'.«З ..+.'.' >~Цф:.'
. М
'Л~>>!~ ;р,4; -,~ Щф«ф
.&
11
е!1
111
11
1!1
вl
1 II
° !
:I е!
е1 tl
ю ° ф в
° ° в
!1
lll
"111
111
у1!!

Производительность штамповочных молотов зависит от орга-
низации и степени механизации процессов изготовления поковок.
Примерная их производительность и примерная масса поковки
приведены в табл. 17, 18.
Рис. 29. Бесшаботный штамповочный молот
Таблица 18
Производительность штамповочных молотов простого действия
и масса поковок средней сложности из среднеуглеродистой стали
Производи-
тельность
в кг~ч
Масса
GOKOBKH
в кг
Производи-
тельность
в кг/ч
Масса
поковки
в кг
57
Масса
падающих
частей молота
вт
0,5
1,0
2,0
До 1,0
1,0 — 2,0
2,0 — 5,0
100
200
400
Масса
падающих
частей молота
в m
3,0
5,0
8,0
5,0 — 12
12 — 15
25 — 50
700
1100
1600

ф 46. КЛАССИФИКАЦИЯ MOJIOTOBblX AOICOBOIC
Поковки, изготовляемые на штамповочных молотах, в зависи-
мости от их конфигурации могут быть подразделены на три
группу (табл. 19) 139.
Поковки группы 1 (удлиненной формы) характеризуются зна-
чительной величинои отношения длины к ее максимальной или
средней ширине в плане. Их, в свою очередь, подразделяют на
четыре подгруппы.
1 — с вытянутой осью, прямой линией разъема 0 — 0 и прямой
удлиненной главной осью; отношение 1„к Ь„значительно больше
единицы;
2 — с изогнутой осью, у которых главная ось (типа А) или
линия разъема (типа Б) определяют собой кривые линии;
3 — c отростками, с односторонне смещенными элементами,
приводящими к плавному или резкому искривлению главной
оси;
4 — с развилками, у которых главная ось на некотором уча-
стке а — b проходит не по сплошному телу поковки, а между
отдельными ее элементами, составляющими развилину.
Поковки группы II (круглые, квадратные и близкие к ним в
плане) характеризуются примерно одинаковыми размерами в
плане, расположенными во взаимно перпендикулярных направ-
лениях. Поковки этой группы подразделяют на три под-
группы:
1 — круглые в плане типа колец, втулок, зубчатых колес,
фланцев и т. п.;
2 — квадратные в плане типа фланцев, кожухов, крышек
и т. д. или близкие к этой форме (I = b„);
3 — типа крестовин и поковки круглые и квадратные в плане
с различно расположенными отростками (xp).
Поковки группы III (промежуточной, смешанной и комбини-
рованной конструкции) характеризуются тем, что для их изго-
товления применяют различные способы деформации, а также
различное штамповочное оборудование для получения отдельных
элементов поковки объемной штамповкой.
Поковки группы Ш подразделяют на три подгруппы:
1 — по конфигурации и соотношению габаритных размеров
занимают промежуточное положение между поковками групп 1
и П;
2 — конфигурация состоит 'из совокупности элементов, каж-
дый из которых имеет форму, соответствующую одной из двух
предыдущих групп и их подгрупп;
3 — промежуточной и смешанной конфигураций; изготовляют
методом расчленения процесса и с помощью применения различ-
ных комбинаций агрегатов с учетом специфики отдельных эле-
ментов поковки.
58

Таблица I9
Классификация молотовых поковок
3
о~
В-
В»
р
Поковки группы I
Со сложными се-
чениями, элементами
с тонким полотном и
наметками под про-
шивку отверстий раз-
личной формы
Линия уаммп
A-4
Я
А «~
L
ГяИнця Ocb
Главная ось и ли-
ния разъема кривые
Только с кривой лини-
ей разъема
Линця
раз~ема
Ланоя ркиеми
ия ось
С двумя и более от-
ростками, симметрич-
ные и несимметрич-
ные
С изогнутой осью и от-
ростком
С развилиной, приво-
димые к подгруппе с вы.
тянутой осью (подгруп-
пе 1) за счет значитель-
ной длины развилины
59
С простыми попереч-
ными сечениями (круг-
лые, трапецеидальные и
т. д.} и получаемые в
штампе при незначитель-
ном выдавливании ме-
талла
Только с кривой глав-
ной осью
С вытянутой осью и
отростком
0тупст~
9сне5нву
элемент
Со сложными попереч-
ными сечениями (ребри-
стые двутавровые и
г. д.}, получаемые при
штамповке за счет зна-
чительного выдавлива-
ния металла
0снвбнва + pm' îñååë
злемгнт
/Г
С развилиной, приво-
димые к подгруппе с вы-
тянутой осью (подгруп
пе 1) за счет значитель-
ной длины стержня
С развилиной, при-
водимые к подгруппе
с изогнутой осью

Продолжение табл. 1У
При штамповке пре-
обладают осаживанне н
прошивка с раздачей ме-
талла
При штамповке пре-
обладают осажив ание и
прошивка с раздачей ме-
талла
С йесколькими (более
четырех) симметрично
расположенными отрост-
ками примерно одинако-
вой длины
С неси мметрично
расположенными от-
ростками и отрост-
ками различной дли-
ны
Промежуточной
формы с элементами
типа отростков и
развилин
Имеют промежуточнук)
форму между квадрат-
ной в плане (группа 11)
и с вытянутой осью
(группа 1)
60
~( 3
оЦ
д И
~Я О.
При штамповке преоб-
ладают осажив ание и
выдавливание металла
При штамповке пре-
обладают осаживание и
выдавливание металла
Типа крестовин с че-
тырьмя симметрично рас-
положенными отростка-
ми одинаковой длины
Имеют промежуточную
форму между круглой в
плане (группа II) и с
вытянутой осью (груп-
па I)
Поковки группы ll
Поковки группы 1П
При штамповке
имеют место осажи-
ва ние, прошивка с
раздачей и выдавли-
вание металла
При штамповке
имеют место осажи-
в ание, прошивка с
раздачей и выдавли.
вание металла

Продолжение табл. 19
ф~~ 3
оЦ
Ф~
ЯО
По~оэ~н rpywv !1!
С вытянутой осью и
элементами круглыми
или квадратными в плане
Состоят из сово-
купности ряда эле-
ментов различных
групп и подгрупп
Элемент muna квльиа
(apynng Я)
бь!яянуп~аи Ось
(г®ппа g)
Изготовляют, применяя
молот с горизонтально-
ковочной машиной
Изготовляют, при ме-
няя штамповочный мо-
лот с прессом или спе-
циальными машинами
«А-А
3лемент пОлу~енныи
штампойой на малоп7е
3тменщ, тлучвнн
оысИкой на NM
ф 17. СОСТАВЛЕНИЕ ЧЕРТЕЖА ПОКОВКИ
Общие правила. К разработке чертежа поковки следует под-
ходить творчески. Прежде чем проектировать чертеж поковки,
необходимо проанализировать чертеж детали с целью упростить
ее, не ухудшая качества детали.
Когда при разработке чертежа поковки появляется необходи-
мость в изменении некоторых параметров готовой детали, чер-
теж поковки и технические условия яа ее изготовление согласо-
61
С' изогнутой осью
(группа 1), с отростком
или развилинами и эле-
ментами круглыми (или
квадратными) в плане
(группа II)
Изготовляют, при-
меняя молот с двумя
и более различными
машинами по обра-
ботке металлов дав-
лением

вываются с отделом главного конструктора завода. Чертеж по-
ковки и технические условия также согласовываются с техниче-
скими подразделениями цехов, обрабатывающих поковку. На-
пример, с техническим подразделением механического цеха чер-
теж поковки должен быть согласован на предмет определения на
ней базы для установки на металлорежущем станке.
Чертеж поковки разрабатывают по чертежу готовой детали,
при этом следует руководствоваться следующими основными
пОлОжюниями.
1. Волокна металла в поковке должны быть расположены
так, чтобы улучшались прочностные свойства ее отдельных эле-
ментов. Например, в поковках зубчатых колес требуется ради-
альное расположение волокон, в кольцеобразных поковках—
тангенциальное.
2. допуски по необрабатываемым элементам детали должны
соответствовать допускам, установленным для них на штам-
повку.
3. Припуски на механическую обработку должны назначаться
на те элементы, чистота поверхности и точность размеров кото-
рых не могут быть получены обработкой давлением.
4. На чертеже поковки должна быть установлена база для
первой операции механической обработки.
5. При установлении разъема следует учитывать, что ручей
в верхнем штампе заполняется при выдавливании легче, чем ру-
чей в нижнем штампе.
6. На чертеже поковки должны быть указаны штамповочные
уклоны, радиусы закруглений и наметки по соответствующим
нормалям.
7. На чертеж поковки наносят основные технические условия.
Чертеж поковки рекомендуется составлять в масштабе 1: 1.
8. Составленный по указанным положениям чертеж поковки
принято называть приемочным или инспекционным чертежОм.
9. Определение припусков, допусков, штамповочных уклонов,
радиусов переходов и закруглений, а также конструирование
ребер и бобышек, наметок и пленок под прошивку следует про-
изводить по нормалям и ГОСТам.
10. Система простановки размеров должна быть построена с
учетом того, чтобы было удобно проверить величины припуска
сравнением размеров на чертеже поковки с соответствующими
размерами на чертеже готовой детали, проконтролировать раз-
меры и разметить поковки при контроле.
Следует показывать тонкой линией основные контуры готовок
детали, что дает наглядное представление о величине припусков
на механическую обработку (рис. 30).
В примечании к чертежу должны быть даны указания о не-
оговоренном штамповочном уклоне, о неоговоренных радиусах
закруглений и допусках на вертикальные и горизонтальные раз-
меры поковки. На чертеже поковки должны быть указаны
62

A-A
Рис. 30. Типовой чертеж поковки
Технические требования
Нет
6 Оеобые требования
Сдвиг не более 1 мм;
эксцентричность отверстия
не более 1 мм
Дефекты формы
Глубина ке более половины
фактического припуска
4 Внешние дефекты
В восстановительной среде
3 Очистка поверхности
2 Заусенец
Кругом не более 0,5 мм
Термообработка и твердость Нормализация HB 166 — 217
Технические условия
Масса 1,7 кг
Согласо-
вано
ОГК
ОГТ
Механи-
ческий цех
Изменения
Проверил Изделие С-60
Отдел главного металлурга
Начальник
бюро
Деталь № 1-1719
Начальник
ТО
Под- Материал—
№ Было Стало пись Дата сталь 45
Конст-
руктор
Поковка
коромысла
муфты

Бага 1-й операции
и Ю
Технические требования
Особые требования
Дефекты формы
Внешние дефекты
Технические условия
Материал — сталь 45
Масса 2,5 мг
Согласовано
ОГК
Поковка
противовеса
ОГТ
Механический цех
Изменения
HS-12
Изделие
Проверил
Начальник бюро
Деталь №
14-37
Начальник ТО
64
Очистка поверхности
Заусенец
Термообработка и твердость
№ Было Стало Подпись Дата
Отдел главного металлурга
Рис. 31. Типовой чертеж
поковки, к которой предь-
являют особые требова-
ния
А — место клеймения;
Б — образцы для механических исвытаний;
 — место отметки при испытании твердости
Сдвиг не более 1 мм;
эксцентричность отверстия не более 1 мм
Глубина не более половины фактического припуска
В восстановительной среде
Не допускается
ЯВ 186 — 229

основные технические требования на приемку, поковок, перечень
которых приведен на рис. 30.
В отдельных случаях (для ответственных поковок) могут быть
предъявлены особые технические требования. Эти требования
должны быть оговорены на чертеже поковки (рис. 31).
Припуски и допуски. Слой металла, который необходимо
удалить с поверхности поковки для получения детали с оконча-
тельными размерами, называют припуском.
В зависимости от группы точности изготовления штампован-
ных поковок и чистоты обрабатываемых поверхностей готовых
деталей размер припуска на сторону может быть различным и
подсчитан по формуле
2B+0+ C+Y
ММ,
2
где  — поверхностный дефектный слой металла в мм;
Π— нижнее (отрицательное) отклонение допуска в мм;
С вЂ” смещение в плоскости разъема в мм;
Y — суммарный допуск («+» и « — ») по температурному
интервалу штамповки в мм.
Величина припуска для поковок, штампуемых на молотах, мо-
жет быть определена по табл. 20.
Степень точности поковок может быть определена величиной
отклонений их от номинальных размеров. Величину допустимых
отклонений от номинальных размеров, указываемую на черте-
жах поковок, называют размерным допуском.
Величину допустимого отклонения от номинального размера
в сторону увеличения называют верхним отклонением или плю-
совым допуском, а в сторону уменьшения — нижним отклонени-
ем или минусовым допуском.
Общий допуск на размер равен сумме плюсового и минусо-
вого допусков — сумме верхнего и нижнего отклонений.
Допуски включают в себя все элементы отклонений от номи-
нальных размеров, причинами которых могут быть: недоштам-
повка по высоте, неполное заполнение полости ручья, износ окон-
чательного ручья штампа, осадка опорной плоскости штампа,
колебания усадки при остывании поковки, кривизна осей и оваль-
ность сечений, эксцентричность при прошивке и другие откло-
нения.
Допуск В (вертикальный) относится ко всем размерам по вы-
соте, допуск Г (горизонтальный) ко всем размерам в плоскости
разъема.
Величину допуска устанавливают в зависимости от группы
точности изготовления штампованных поковок по ГОСТУ
7505 — 55, приближенную его величину — по графику на рис. 32.
Допуски по недоштамповке, износу штампов и смещению ус-
танавливают в зависимости от массы штампованных поковок
(рис. 32, a); допуски по усадке, эксцентричности прошиваемых
5 Заказ 401 65

Таблица 20
Припуски на обработку поковок, штампуемых на молотах
Линейные размеры (диаметр, длина и т. д.) в мм
Масса
поковок в кг
360 — 500
1 80 — 260 260 — 360
50 — 120 ! 20 — 180
До 50
1,1
1,8
2,4
1,2
2,1
2,9.
0,9
1,4
1,9
1,0
1,6
2,1
0,8
1,3
1,7
0,8
1,2
1,5
0,25 — 0,63
1,4
2,3
3,4
1,2
2,0
2,9
1,0
1,5
2,2
1,1
1,8
2,6
1,0
1,6
2,4
0,9
1,4
2,0
0,63 — 1,6
1,5
2,5
3,7
1,4
2,2
3,2
1,2
1,8
2,7
1,1
1,7
2,5
1,6 — 2,5
1,3
2,0
2,9
1,1
1,6
2,3
1,5
2,5
3,4
1,7
2,8
3,9
1,4
2,1
2,9'
2,5 — 4,0
1,4
2,3
3,1
1,3
2,0
2,7
1,2
1,9
2,5
2,0
3,0
4,2
1,6
2,3
3,2
1,5
2,1
2,8
1,7
2,5
3,4
1,8
2,7
3,7.
1,6
2,2
3,0
4,0 — 6,3
1,9
2,7
3,8
2,1
3,2
4,6
1,7
2,4
3,4
2,0
2,9
4,1
1,8
2,5
3,6
6,3 — 10,0
1,7
2,3
3,2
П р и м е ч а н и е. Первый ряд цифр соответствует припускам на поковки, штам-
пуемые по 1-му классу точности, второй — по 2-му и третий — ao З-му.
отверстий устанавливают на размеры, не зависящие от износа
штампов; по кривизне и короблению в зависимости от геометри-
ческих размеров штампованных поковок (рис. 32, 6).
Если размеры А (рис. 33) обусловливают недоштамповку
или двусторонний износ штампов, то допуски на них определяют
по недоштамповке или износу штампов с прибавлением допуска
по температурному интервалу штамповки (усадке).
Если размеры Б (рис. 33) обусловливают односторонний из-
нос штампов и не учитывают недоштамповку, то допуски на них
составляют 0,5 допуска по недоштамповке или износу штампов
плюс допуск по температурному интервалу штамповки.
Если размеры В (рис. 33) обусловливают расстояния между
осями головок или другими элементами в штампованных поков-
ках и не выходят к их периферии, то допуски определяют на
размеры, не зависящие от износа штампов, с прибавлением до-
пуска по температурному интервалу штамповки. При этом, если
66

допуски превышают предельные отклонения в обработанных де-
талях, у которых внешний контур не подвергается механической
ДЦ MM
50
e,о
30
30
Zp0
7,0
8 Скг 0 70О 200 ЯЮ КООЬмм
Рис. 32. Поле допусков Л на штампованные стальные
поковки длиной L:
1 — 8 — 1-й — 3-й классы точности поковок [37]; Ьа — часть
поля допусков, определяемая в зависимости от массы поковок;
Ьб — часть поля допусков, определяемая в зависимости от
линейных размероь поковок; Ь вЂ” поле допусков делится на
две части: нижний предел допуска (минусовый допуск) равен
'/3ь и верхний предел допуска (плюсовый допуск) равен '/3ь
обработке, габаритные размеры бобышек или других элементов
штампованных поковок должны приниматься с учетом разницы
допусков обработанных
деталей и штампованных
ПОКОВОК.
Если размеры Г (рис.
33) обусловливают одно-
'E
сторонний равномерный ~ 'г
износ штампов, допуски
на них определяют так
же, как на размеры, не A
зависящие от износа А
штампов, с прибавлением
допуска по температурно Рис. 33. Схема определения допуская
му интервалу штамповки.
При малой величине расчетных допусков на размеры В и Г
их можно увеличить: в штампованных поковках групп 1 и П до
~0,7 мм и в штампованных поковках группы 1П до ~1,0 мм.
5~ 67

Линия (плоскость) разъема и радиусы загкрулений. Разъем
верхней и нижней половин штампа на чертеже поковки обозна-
чается линией, точное положение которой может быть опреде-
лено после назначения припусков и установления величины
штамповочных уклонов. Линия разъема назначается с учетом
свободного извлечения поковки из штампа.
1~ак правило, в открытом ручье разъем следует устанавли-
вать в плоскости двух наибольших взаимно перпендикулярных
размеров поковки (рис. 34).
При штамповке в закрытом ручье линию разъема устанавли-
вают на боковой поверхности поковки у верхней или нижней ее
кромки так, что штампо-
вочные уклоны а идут от
3
нее только в одну сторо-
Ю
ну, т. е. вниз или вверх.
Радиусы закруглений
у поковок способствуют
Г
лучшему заполнению по-
лости ручья штампа, а
также предохраняют по-
следний от преждевремен-
ного износа и поломок.
Радиусы бывают на-
Рис. 34. Построение линии равьема ружные R и внутренние
и выбор радиусов закруглений
Принимают следующую
номинальную величину
наружных радиусов. 0,8—
5,0 мм для поковок 1-го и 1 — 8 мм для поковок 2-го и 3-го клас-
СОВ ТОЧНОСТИ.
Внутренние радиусы закруглений определяют в зависимости
от отношения высоты поковки h к ширине b на участке искомого
радиуса (рис. 34):
й
— До 2 2 — 4 Свыше 4
Радиус r в мм.... 2,5R+0,5 3R+0,5 3,5R+0,5
Рекомендуется радиусы закруглений выбирать из унифициро-
ванного ряда чисел 0,8; 1,0;,5; 2,0; 2,5; 3,0; 4,0; 5,0; 6,0;
8,0;10; 12,5; 15; 20; 25 и 30 мм.
Штамповочные уклоны и напуски. При изготовлении поковок
иа молотах штамповочные уклоны должны предусматриваться
на всех поверхностях деталей, расположенных параллельно дви-
жению верхнего штампа. Наличие штамповочного уклона облег-
чает удаление поковок из полости ручья штампа. Штамповочные
уклоны представляют собой напуски, увеличивающие фактиче-
ские припуски, т.' е. массу поковки. Если боковая поверхность
поковки подлежит механической обработке, то напуск, образую-
68

щийся от уклона, дает дополнительный объем металла, подле-
жащий удалению в стружку. Величину уклона определяют в
зависимости от конфигурации и габаритных размеров поковки;
она обусловлена шириной b, высотой h и длиной 1 поковки на
участке искомого уклона.
Штамповочные уклоны при штамповке на молотах (см.
рис. 34) составляют: внешние и до 7', внутренние и до 10' (см.
рис. 36).
Наметки отверстий и пленки под прошивку ~[48]. Выполнение
сквозных отверстий или углублений в штампованных поковках
при изготовлении их на молотах обязательно в тех случаях,
а
@~1
Ъ~
б
а)
Рис. 35. Построение наметок
с пленкой
г)
когда оси отверстий или углублений совпадают с направлением
движения верхнего штампа, а размеры или диаметры отверстий
и углублений равны высоте элемента, в котором они размеще-
ны или больше ее.
3То положение распространяется на штампованные поков-
ки, у которых диаметры или размеры отверстий и углублений
равны или больше 30 мм. Во всех остальных случаях рекомен-
дуется применять глухие (несквозные) наметки.
Наметки под прошивку бывают: плоские (рис. 35, а) с рас-
косом [утолщенная пленка по контуру (рис. 35, б)], с магазином
[утолщенная пленка в центре (рис. 35,в)], с карманом [сфери-
ческая пленка, утолщенная к центру (рис. 35, г)].
В практике чаще применяют наметку с плоской пленкой,
толщину которой (рис. 35, а) определим по формуле
s = 0,45 +d — 0,25Ь вЂ” 5+ 0,6 ~ Ь мм.
При — ( 0,4 вместо плоских рекомендуется использовать
h
д
наметки с раскосом (рис. 35, б), при этом толщина перемычки
s~>„ Ђ” €” 0 65 s s „= 1 3 s (s след ет определя ь, ак
плоской перемычки), dI = (0,12d+ 3)мм. Радиусы закруглений
69

вершин наметок в черновом ручье, а также в чистовом ручье,
если штамповку производят без чернового ручья, рекомендуется
определять по формуле
r,=r+O,lb+2 мм,
где r — внутренний радиус закругления, принятый для данной
GOEOBKH
h — глубина наметки.
При штамповке с применением чернового ручья, в котором
имеется наметка, выполненная с раскосом (рис. 35, б), в чисто-
вом паучье можно сделать наметку плоскую (рис. 35, б) или
с магазином (рис. 35, в), причем ра-
диус закругления г берут вдвое мень-
ше соответствующего радиуса в черно-
h
вом ручье, а размеры †' и канавки
2
под перемычку определяют так же, как
для канавки нормального аблая дан-
ной поковки. Для низких поковок при
— ( 0,07 (после раздачи металла на
h
cf
плоских байках или в черновом ручье
Ы с плоской наметкой) рекомендуются
наметки с карманом (рис. 35, г). После
Рис 36 Построе"не r~y- штамповки в чистовом ручье карман не
должен полностью заполняться. При
этом толщина перемычки s = 0 4y d,
глубина кармана равна 5s, радиус скругления r& t = h а рад ус
находят графически.
Если при конструировании плоской наметки обна-
ружится, что при радиусе, определенном по формуле
r~ — — (г + О, lb + 2) мм, не останется плоского участка, то от
прошивки следует отказаться и ограничиться применением
глухих наметок. Практически это бывает, когда общая высота
2h прошиваемой поковки в 1,7 раза превышает диаметр d осно-
вания отверстия. Если глубина глухой наметки не ограничена
глубиной выемки готовой детали, то полное скругление верши-
ны (рис. 36) рекомендуется производить одним радиусом.
Пример составления чертежа поковки и технических условий.
На рис. 37 приведена обработанная деталь (масса штампованной поков-
ки до 1,6 кг}. Припуски на обработку определяют по табл. 20:
1,4+0,3=1,7 мм по высоте 25,5 мм (T 4);
1,4+0,3=1,7»» 21 мм (g 4).
-+-2 о
Штамповочные уклоны 5+
На рис. 38 приведена поковка рычага (рис. 37}.
допуски (в мм) на размеры рычага выбирают по ГОСТУ 7505 — 55:
70

А — А
71
1,3
— 0,6
yi,з
— 0,6
~0,9
+0,6
— 1,3
° для диаметров 28 и 36 мм;
.для толщин 12; i14; 24,5; 27,5 мм;
° ° -для размера 165 мм;
.для размера 36,5 мм.
Рис. 37. Обработанная деталь рычага
Рис. 38. Поковка рычага

Допустимые отклонения по ГОСТУ 7505 — 55:
смещение по разъему штампа 0,6 мм;
заусенцы по периметру среза 0,8 мм;
радиусы скругления внешних углов 2,0 мм.
8 18. КЛАССИФИКАЦИЯ РУЧЬЕВ МОЛОТОВОГО ШТАМПА
Многоручьевой молотовый штамп [39] имеет рабочие эле-
менты и элементы для крепления, установки и транспортировки
штампа. К рабочим элементам относятся ручьи штампа, ка-
навки для аблая, выемки для клещевины, литниковые ка-
навки, замки и контрзамки. Наиболее важными рабочими
00
заго~побко (/у Азог/
Ш/
4
Рис. 39. Заготовительные ручьи первого вида:
а — пережимной; о — подкатной открытый; в — подкатной закрытый; г — протяж-„
ной; 1 — пережатая заготовка в минимальном сечении; 2 — фасонное сечение пере-
жимного ручья; 3 — исходная заготовка; 4 — место набора; 5 — подкатная заготовка
в минимальном сечении N — N; 6 —; М вЂ” направление
течения металла
элементами являются ручьи штампа, т. е. полости, в которых
заготовке придается требуемая форма. Конфигурация и разме-
ры поковки обусловливают количество переходов, необходимых
при штамповке, и соответственно с этим — конструкцию
штампа.
Ручьи молотовых штампов подразделяют на три группы:
1 — заготовительные, II — штамповочные, III — отрубные.
Заготовительные ручьи бывают четырех видов. Ручьи перво-
го вида (рис. 39} подразделяют на четыре подгруппы:
1 — пережимной ручей; служит для пережима заготовки .с
уменьшением площади поперечных сечений и незначительного
перемещения металла; по заготовке наносят один-два удара,
после чего ее укладывают в штамповочный ручей;
72

2 — подкатной открытый ручей; служит для увеличения
площади поперечных сечений заготовки в одних местах за счет
уменьшения сечений исходной заготовки, в других местах при
незначительном удлинении заготовки; в этом ручье по заготов-
ке наносят два-четыре легких удара, сопровождаемых каждый
раз ее кантовкой на 90',
3 — подкатной закрытый ручей; применяется, когда необхо-
димо в требуемых местах получить наибольший набор металла
при незначительном удлинении исходной заготовки; способ
обработки такой же, как и в открытом подкатном ручье;
4 — протяжной ручей; служит для увеличения длины исход-
ной заготовки за счет уменьшения площади ее поперечных
Рис. 40. Заготовительные ручьи второго вида:
а — формовочный; б — гибочный; 1 — исходная заготовка; 2 — профиль формовоч-
ного ручья
сечений в тех местах, где это необходимо в соответствии с
конфигурацией поковки; по заготовке наносят ряд последова-
тельных легких ударов, сопровождаемых ее кантовкой и пере-
мещением в осевом направлении.
Ручьи второго вида (рис. 40) подразделяют на две подгруп-
пы и применяют для придачи заготовке формы, близкой форме
поковки в плане при одновременном незначительном осевом
перемещении металла:
1 — формовочный ручей; служит в основном для придания
заготовке формы, приближающей ее к форме плана поковки
при незначительном осевом перемещении металла; в формо-
вочном ручье по заготовке наносят обычно один удар, после
чего ее кантуют на 90' и в таком положении укладывают в
штамповочный ручей;
2 — гибочный ручей; служит для изгиба заготовки в соот-
ветствии с конфигурацией плана поковки при весьма незначи-
тельном осевом перемещении металла и пережиме заготовки в
отдельных сечениях; в гибочном ручье по заготовке наносят
один-два удара, затем заготовку кантуют на 90' и в таком
положении укладывают в штамповочный ручей.

Ручьи третьего вида (рис. 41) подразделяют на две под-
группы и применяют для увеличения размеров заготовки в пла-
не за счет уменьшения ее высоты (осадки) или толщины (рас-
плющивания):
1 — площадка для осадки; служит для осадки исходной
заготовки, сопровождаемой иногда выдавливанием или частич-
ной прошивкой металла, и применяется главным образом для
штамповки в торец поковок группы II; по заготовке наносят
несколько ударов до достижения требуемой высоты;
2 — площадка для расплющивания; служит для расплю-
щивания исходной заготовки, сопровождаемого иногда местным
пережимом металла, и при-
меняется главным образом
для штамповки поковок
группы I II при сравнительно
небольшом отношении дли-
ны поковки к ее средней ши-
1 ! ° ° °
рине; по заготовке наносят
О О несколько ударов до получе-
ния требуемой высоты.
б Ручьи четвертого вида
(рис. 42) подразделяют на
Рис. 41. Заготовительные ручьи третьего ПЯТЬ ПодГруПП И ПРИМЕНЯЮТ
вида: для совмещения в одном
а — плов~елка лля осанки; б — плов~анке руЧье днуХ раЗНОТИПНЬгХ За
для расплющивания; 1 — исходная и 2
ооаженнаи заготовки; 8 — окончательный ГОТОВИТЕЛЬНЫХ ОПЕрацнй:
1 — фар мовочно-подкат-
ной ручей (рис. 42, а); слу-
жит для набора металла при необходимости его одностороннего
смещения; по заготовке наносят два-четыре удара, сопровождае-
мых ее кантовкой примерно на 90'; после последнего наиболее
сильного удара заготовку еще раз кантуют на 90' и в таком по-
ложении укладывают в штамповочный ручей;
2 — формовочно-протяжной ручей (рис. 42, б); служит для
протяжки заготовки на определенном участке 1„„и ее после-
дующей формовки в том же ручье; после протяжки на протяж-
ном пороге заготовку продвигают до конца ручья и подвергают
деформации одним сильным ударом;
3 — протяжно-подкатной ручей (рис. 42, 8); служит для
протяжки заготовки с последующей ее подкаткой в том же
ручье, при этом обычно требуется предварительная оттяжка
клещевого конца;
4 — подкатно-протяжной ручей (рис. 42, г); служит для од-
новременной подкатки и протяжки различных элементов заго-
товки за счет выполнения протяжного порога и свободного
выхода в тыльной части ручья;
5 — заготовительно-подсадочный ручей (рис. 42, д); служит
для осаживания или расплющивания исходной заготовки
74
а)

(d &g ;&lt h,), совме а мых с выдавли анием м т лла в пе
ваемые заготовкой полости нижнего или верхнего штампа
(размеры d„, а, R и т. д.). Получаемую в этом ручье заготовку
с утолщением (D X h„), с односторонним или двусторонним
выступами (l„) используют для штамповки поковок группы I u
для штамповки в торец поковок групп II u III.
г)
е)
Рис. 42. Заготовительные ручьи четвертого вида:
а — формовочно-подкатной; б — формовочно-протяжной; в — про-
тяжно-подкатной; г — подкатно-протяжной; д — заготовительно-под-
садочный; e — окончательный; 1 — подкатной; 2 — протяжной порог;
3 —; 4 — участок протяжки; 5 — профиль ручья; б — ис-
ходная заготовка
Штамповочные ручьи штампа (рис. 43 и 44) подразделяют
на три вида и применяют при изготовлении поковок требуемой
конфигурации и размеров:
1 — заготовительно-предварительный ручей; служит для
получения формы, близкой к окончательной, и одновременно на
некоторых участках выполняет роль заготовительного и обе-
спечивает значительные долевое и поперечное смещения ме-
талла; по заготовке наносят два-пять ударов, после чего ее в
таком же положении или после кантовки вокруг оси на 180'
укладывают в окончательный ручей;
2 — предварительный ручей; служит для получения формы,
весьма близкой к окончательной; его используют для повыше-
ния стойкости окончательного ручья, уменьшения прилипания
75

Рис. 43. Штамп без от-
рубного ручья:
1 — окончательный и 2
предварительный ручьи
Рис. 44. Штамп с отрубным ручьем:
1 — окончательный; 2 — предваритель-
ный и 3 — отрубной ручьи
тоже по чертежу горячей поковки, но при этом выполняют боль-
шие радиусы закруглений, оговариваемые на чертеже штампа;
заготовительно-предварительный ручей также изготовляют по
чертежу горячей поковки, но с внесением в чертеж штампа спе-
циальных разрезов и сечений для участков, отличающихся от
окончательного ручья.
Отрубной ручей (рис. 44) применяют для отделения
отштампованных поковок от прутка; поковку укладывают пере-
шейком на отрубной ручей и одним ударом отрубают от
заготовки.
При изготовлении относительно небольших поковок реко-
мендуется применять многоштучную штамповку, т. е. штампов-
ку одновременно двух поковок и более (рис. 45). При этом надо
выбирать такое взаимное расположение фигур (а) или (б),
76
и улучшения условий течения металла; способ обработки
заготовки такой же, как в предыдущем ручье;
3 — окончательный ручей; служит для получения отчетливо
оформленной конфигурации поковки в соответствии с требова-
ниями приемочного чертежа и техническими условиями. По
поковке наносят один или несколько ударов возрастающей
силы, количество которых
зависит от сложности поков- А-A
ки, совершенства обработки
исходной заготовки в заго-
товительных и предваритель-
ном ручьях и массы падаю- zp
щих частей молота. Оконча-
тельный ручей изготовляют
по чертежу горячей поков-
ки, предварительный ручей

при котором требуется наименьшее количество заготовительных
ручьев при наибольшей экономии металла и рациональном ис-
пользовании штампов за счет устройства самоуравновешиваю-
щегося замка (в).
Общая длина ручья штам-
па Е зависит от количества
одновременно штампуемых
ПОКОВОК.
Правильное заполнение
а) dj
полости окончательного Сечете по окончател~~пму рУчьж
ручья штампа может быть
гарантировано в том случае,
когда
S,) Яр,
где S„— сечение оконча-
тельного ручья в произволь- Рис. 45. ~ъ~ногоштучная штамповка
ной точке, соответствующее
сечению S, эпюры расчетной
заготовки.
В результате, вокруг контура окончательного ручья обра-
зуется избыточный металл — облай.
Тол /
~h
2
1,5-175)
Рис. 46. Типы канавок для оолоя
Величина аблая обусловливается сложностью конфигурации
поковок и совершенством распределения металла по сечениям
заготовки. Наличие аблая способствует смягчению удара верх-
него штампа о нижний, вследствие чего повышается их
стойкость.
Для размещения облоя в штампе по контуру окончательно-
го ручья предусматривается канавка, форма и размеры которой
обусловлены технологией штамповки и обрезки облоя.
Канавки для облоя. На рис. 46 приведены типы канавок,
применяемых в открытых молотовых штампах. В открытых
молотовых штампах обычно применяют канавку типа 1, кроме
тех случаев, когда необходимо применять канавки типов
П вЂ” 1Г.
77

Канавку типа ll следует применять в случаях, когда
штамповка сложных поковок сопровождается большим избыт-
ком металла, что вызывает необходимость увеличения магази-
на. В тех случаях, когда заготовительные ручьи штампа на
отдельных участках заготовки не обеспечивают правильного
распределения металла, соответствующего площадям попереч-
ных сечений поковки, на этих участках контура чистового
ручья штампа делают канавку типа ll, остальную часть конту-
ра выполняют с канавкой типа l.
Канавку типа 111 применяют в случае, когда необходимо
резко повысить сопротивление течению металла на некоторых
участках ручья, с тем чтобы обеспечить получение глубоких и
сложных полостей ручья штампа.
В этих целях канавку типа 111 делают так же, как и канав-
ку типа 11, на отдельных участках контура чистового ручья.
Канавку типа IV выполняют при отсутствии магазина для
аблая, при этом предусматривают тормозящий мостик с
наклоном. Канавку этого типа применяют для поковок круглой
формы в плане, которые обычно штампуют в чистовом ручье с
малым облаем.
В табл. 21 в соответствии с рис. 47 приведены рекомендуе-
мые размеры канавки для облоя типа 1, а также площади попе-
речного сечения канавки S,„è средние ее толщины h,, [48].
Таблица 27
Размеры (вмм} канавок для облоя типа I (см. рис. 46}
18 0,21
20 0,26
22 0,27
22 0,34
25 0,4
28 0,53
30 0,65
32 0,78
35 0,97
38 1,16
40 1,4
1,5
1,5
2,0
2,0
2,5
2,5
3,0
3,0
3,5
4,0
4,0
1 1,0
1 1,5
1
1 1,5
1,5 2,0
1,5 2,0
2 2,5
2 3,5
2,53,0
3 3,5
3 3,5
0,25
0,26
0,27
0,33
0,40
0,53
0,66
0,79
О, 914
1,16
1,41
0,61
0,77
0,91
1,13
1,53
2,33
3,44
4,34
5,3
7,45
9,88
6 20
7 22
8 25
9 25
10 28
12 32
14 38
15 40
16 42
18 46
20 50
0,6
0,8
1,0
1,6
2
3
4
5
6
8
10
0,52
0,69
0,80
1,02
1,36
2,01
2,68
3,43
4,35
6,01
7,68
0,74
0,88
1,04
1,55
1,17
2,78
3,85
5,06
6,42
9,03
12,08
22
25
28
30
32
38
42
46
оО
55
60
3
3
3
3,5
4
5
6
7
8
10
12
6
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
0,25
0,26
0,264
0,38
0,4
0,53
0,68
0,79
0,92
1,17
1,42
8
9
10
11
12
14
16
18
20
22
25
B табл. 21 каждому номеру канавки соответствует три зна-
чения ширины мостика b и магазина b~. Для определения
указанных величин необходимо руководствоваться следующим
78

Если сложный элемент преобладает в общем контуре поковки,
то по всему периметру чистового ручья канавка должна быть
одинаковой ширины и соответствовать форме сложного эле-
мента. Если сложный элемент поковки составляет сравнительно
небольшую ее часть, то для него ширина канавки может быть
больше, чем таковая на остальном периметре ручья (рис. 48).
Рис. 47. Штамповка:
а — осаживанием; б и в — выдавли-
ванием
Таблица 22
Размеры (вм.м) канавок для облоя типа I (см. рис. 46)
R при глубине ручья
Масса падаощих
частей штампо-
вочного молота
вт
h1
при
выдав-
ливаниии
Свыше 10
до 20 Свыше 20
при
осадке
До 10
8 25 — 30 1 — 1,5
До 1
1,5 — 2,0 1,5 — 3,0
1,5 — 2,0
9 — 10 10 — 12 30 — 40
12 — 1.3 13 — 16 40 — ЬО
14 — 15 15 — 22 0 — 60
16 — 18 18 — 30 60 — 70
1 5 — 3,01,5 — 4,0
2,0 — 3,0 2,0 — 4,0
2,0 — 3,0
3,0 — 4,0 3,0 — 6,0
Размеры канавок типов Il u Ill для № 3 и типа IV для № 2
определяют по табл. 21. Для упрощения расчетов можно выби-
рать размеры канавки типа 1 по табл. 22 в зависимости от мас-
сы падающих частей штамповочного молота (48]. Толщину аб-
лая в мостике можно определить по следующим формулам:
для поковок произвольной формы в плане площадью F„
g, = 0,015 Р F„;
Свыше 1 до 2
Свыше 2 до 4
Свыше 4 до 6,3
Свыше 6,3
до 10
1,0—
1,6
2 — 3
3 — 4
4 — 6
6 — 8
5 — 6
6 — 8
8 — 10
10 — 12
Рис. 48. Канавка для
облоя разной шири-
ны для различных
элементов ручья

для поковок квадратных в плане со стороной А„
h, = 0,015А„;
для поковок круглых в плане диаметром Р„
Й, = 0,0150„.
где $ — коэффициент, учитывающий степень заполнения канав-
ки для аблая; в зависимости от формы и сложности поковки он
определяется по табл. 23 и приведенным ниже данным.
Таблица 28
Значения коэффициента заполнения канавки для облоя
Ширина канавки
(см. табл. 2!)
В ММ
Группа
ПОКОВОК
(см, табл,
19)
Группа
ПОКОВОК
(см. табл.
19)
Масса
ПОКОВКИ
в кг
Масса
ПОКОВКИ
в кг
¹ 1
№ 2
№ 3
I u III
До 1
1 — 5
Более 5
0,4
0,5
0,6
0,3
0,4
0,5
До 1
1 — 5
более 5
0,5
0,6
0,7
Условия использования
Коэффициент ф
При осадке в торец круглых в плане штампованных поко-
вок: шестерен, фланцев без ребер, втулок и т. д.
При небольшой разнице площадей сечений штампованных
поковок при применении осадки перпендикулярно к направле-
нию волокна: фланцев с ребрами, колодок, корпусов и т. д.
При небольшой разнице площадей сечений штампованных
поковок при применении подкатки или протяжки: рычагов
гладких, фланцев с высокими ребрами и т. д.
При большой разнице площадей сечений штампованных
поковок при применении подкатки или подкатки в сочетании
с протяжкой: плоских гаечных ключей, сошек рулевого управ-
ления и т. д.
При большой разнице площадей сечений штампованных по-
ковок при применении подкатки или подкатки в сочетании
с протяжкой: вилок с бобышками и невысоких ребер и т. д.
При большой разнице площадей сечений штампованных по-
ковок сложной формы с высокими ребрми: шатунов, качалок,
вилок и т. д.
0,1 — 0,15
0,2 — 0,25
0,25 — 0,3
0,3 — 0,4
0,4 — 0,5
0;6 — 0,7
80
Округлив полученную величину, следует подобрать по
табл. 21 ближайшее значение h,.
При расчете величины h, для поковок с развилинами или
для поковок, содержащих развилину как элемент общей конфи-.
гурации, внутреннюю пленку нужно отнести к телу поковки и
соответственно определять площадь проекции F„[39].
Средняя площадь поперечного сечения аблая
S,=gS, „,

Объем V, облоя может быть определен по приближенной
формуле
V,= S,Р„,
где P„— периметр поковки по линии разъема.
Для поковок массой менее 3 кг вместо периметра Р„сле-
дует брсь периметр по центру тяжести аблая, находящемуся
Ь + Ь1
на расстоянии — '' от Р .
2
Полученный объем облоя V, для относительно тяжелых
поковок может быть увеличен примерно на 20'/О. В тех случаях,
когда канавка для аблая по контуру чистового ручья имеет
различную высоту и ширину, объем аблая следует определять
как сумму объемов отдельных элементов.
В 19. ВЫБОР пеРехОдОВ штАмпОВки и ОпРеделение РАзмеРОВ
ИСХОДНОЙ ЗАГОТОВКИ
S,=S„+S,=S„+2(S, „,
где S, — площадь поперечного сечения расчетной заготовки в
произвольном месте;
S„ — площадь поперечного сечения поковки в произволь-
ном месте;
81
6 Заказ 401
Поковки группы I (см. табл. 19), как правило, штампуют в
многоручьевых штампах.
При штамповке поковок удлиненной формы (группы 1) с
одним или несколькими утолщениями в предварительном и
окончательном ручьях металл не должен значительно пере-
мещаться вдоль оси заготовки. Перемещение должно происхо-
дить преимущественно поперек долевой оси заготовки. Для
соблюдения этих условий необходимо иметь заготовку с пере-
менным сечением, которое соответствует конфигурации поков-
ки, и длиной, равной длине поковки или ее развертки. Площадь
поперечного сечения заготовки в любом месте должна быть
равна суммарной площади сечений поковки и аблая. Чтобы
получить такую заготовку в молотовом штампе, необходимо
иметь соответствующие ручьи. Обычно придание заготовке
переменного сечения нужной формы и размеров осуществляется
в заготовительных ручьях вида 1 (см. рис. 39).
Для определения необходимого сочетания заготовительных
ручьев вида 1, т. е. ручьев для распределения металла, прибе-
гают к построению расчетной заготовки и эпюры ее сечений
(рис. 49).
Расчетной называется воображаемая заготовка с круглыми
поперечными сечениями, площади которых равны суммарной
площади соответствующих сечений поковки и аблая. Отсюда
следует, что

~mgx
~2
S,= " '; d,=1,13~5,.
S, — площадь сечения облоя;
S, „— площадь сечения канавки для аблая;
g — коэффициент заполнения канавки.
Полученная площадь S, приравнивается к площади круга,
диаметр которого d, является диаметром расчетной заготовки
и может быть определен из
равенства
Определив ряд значе-
ний d, для характерных по-
перечных сечений поковки,
отложив отрезки полученных
диаметров на линиях этих
сечений симметрично по от-
ношению к оси и соединив
концевые точки отрезками
прямых и плавными кривы-
ми, получим чертеж расчет-
ной заготовки или эпюру
приведенных диаметров
(рис. 49).
Если в масштабе М отло-
жить по ординатам величи-
ны характерных сечений S,
в виде отрезков
М
Рис. 49. Элементарная расчетная за-
готовка и эпюра ее сечений:
1 — поковка; 2 — средняя расчетная
заготовка; 8 — расчетная заготовка; 4—
эпюра среднего сечения; 5 — эаюра се-
чений; 6 — стержень длиной l 7 — го-
ловка длиной 1~ и диаметром д шах
Vg Fa,~,
где V„— объем любого определяемого элемента расчетной
заготовки;
F,„— площадь эпюры сечений соответствующего элемента.
82
то, соединив концы этих от-
резков, получим эпюру сече-
ний расчетной заготовки
(рис. 49).
Следовательно, эпюрой сечений называют диаграмму,
каждая ордината которой в определенном масштабе М пред-
ставляет собой соответствующую площадь поперечного сечения
расчетной заготовки.
Если площади отдельных элементов эпюры сечений умно-
жить на принятый масштаб М, то будет получена величина
объемов соответствующих элементов расчетной заготовки:

Отсюда объем расчетной заготовки равен объему поковки с
облаем:
V,=F,M.
Средней расчетной заготовкой называется цилиндр диамет-
ром d,„, длиной, равной длине поковки (l, = l~), и объемом„
равным сумме объемов поковки и облоя V„+ V, (рис. 49).
Исходя из этого определения, можно найти V„, по фор-
муле
V,,= V„+V,=V,=F,M,
где V, — объем поковки с облаем, равный примерно объему рас-
четной заготовки.
Площадь сечения средней расчетной заготовки S,ð и диа-
метр d,ð можно определить по формулам
л.о
Я ° Э
ср
П Э
d„= 1,13 1/8„.
Объем расчетной заготовки и ее средний диаметр можно
также определить, пользуясь эпюрой сечений и предварительно
определив тем или иным методом ее площадь F,:
V,=F,M.
Высота эпюры среднего сечения
Рс
асс.ср =
l
площадь сечений средней расчетной заготовки, найденная с
помощью эпюры сечений,
~ср = 'сэ. срМ.
При этом в направлении оси эпюр (по линии абсцисс) при-
нят масштаб 1: 1.
Часть расчетной заготовки, в пределах которой d, ) d~~ (и
соответствующая часть эпюры сечений), называется головкой.
Часть расчетной заготовки, в пределах которой d, ( d,~
(и соответствующая часть эпюры сечений), называется
стержнем.
Разница между объемами головки U, и средней заготовки в
пределах головки называется недостающим объемом головки:
С
4
При этом V, находят как объем тела вращения.

Разница между объемом средней заготовки в пределах
стержня и объемом стержня U, называется избыточным
объемом:
JKd~
4
где U, — определяют как объем тела вращения.
Если поковка с отверстием или выемкой имеет форму
головки с резкими очертаниями (рис. 50), то такую форму
нужно привести к плавной (см. тонкую линию), сохраняя
при этом объем головки. Эту линию легче определить сначала
на эпюре сечений, так как удоб-
нее приравнивать между собой
отрезаемую и прибавляемую пло-
щади. Определив, таким образом,
приведенную наибольшую высоту
эпюры Ь„~а„, можно найти соот-
ветствующий наибольший диа-
метр расчетной заготовки
d,„= 1,13 VS,„= 1, 13 ф~й,,„М.
Уклон (конусность) стержня К
определяют по формуле
Рис. 5Î. Способ приведения рас-
четной заготовки с резкими очер-
таниями к плавной форме:
1 — поковка; 2 — расчетная и 8
приведенная формы головки; 4
расчетная заготовка
d~ dmax
~С
При этом, если контур стержня состоит из ломаной или'
кривой линии или стержень имеет выступы, то для определе-
ния размера перехода стержня в головку d нужно привести
стержень расчетной заготовки к виду усеченного конуса (см.
рис. 49), используя формулу
3,82 ' — 0,75d;„— 0,5d;„,
С
где d~~ — наименьший диаметр расчетной заготовки.
Часто величину Ш„удобнее определять, используя эпюру
сечений и имея в виду, что
d, =1,13 PS. =1,13 Vh,Ì
и что стержень эпюры можно привести к трапецеидальному
виду (приближенно). Тогда Й„можно определить по формуле
2Р
з mftls
~С
где F,, — площадь стержня эпюры (определяем по рис. 49).
Яф

Рис. 51. Приведение сложной эпю-
ры «головка — двусторонний стер-
жень» к двум элементарным:
1 — поковка; 2 — средняя расчетная
н 3 — расчетная заготовки; 4 — эпю-
ра среднего сечения; 5 — эпюра се-
чений
dmax ~э
0~= и P= а
dcр dcp
На этой диаграмме учтена также конусность стержня рас-
четной заготовки.
~к ~min
К=
~С
Пример. Дано G = 0,6 кг; а = 1,37 н 1) = 3,25. В качестве заготовитель-
ных ручьев первого вида применим подкатку закрытую (ПЗ, рнс. 52).
Заготовка, содержащая только одну головку с односторонне
расположенным стержнем, называется элементарной расчетной
заготовкой. Ей будет соответствовать элементарная эпюрв
сечений (см. рис. 49).
Сложной является такая расчетная заготовка, которая
содержит одну головку с двусторонним стержнем или две и
более. Такой расчетной заготовке соответствует сложная эпюра
сечений (рис. 51). Построение расчетной заготовки и эпюры
сечений для поковок с изогнутой
осью и их разновидностей (см.
табл. 19, группа 1, подгруппа
2 — 4) производят по развертке
(для поковок плавных форм) или
по элементам (для поковок с рез- &
кими очертаниями), а иногда не-
посредственно по сечениям, как &
для поковок с вытянутой осью (39].
Для выбора необходимых
ручьев первого вида воспользу-
емся диаграммой на рис. 52.
Диаграмма составлена по опыт-
ным данным в координатах а — д
с поправкой на массу поковок
б, так как с ее увеличением ус-
ловия штамповки изменяются.
Для возможности использова-
ния диаграммы определим коэф-
фициенты
Выбор заготовительных ручьев для gOKOBOK группы I c
изогнутой осью (см. табл. 19) нужно производить с учетом
того, что для получения изогнутой оси у этих поковок необхо-
димо применение гибочного или формовочного ручья. Штампов-
ка поковок с отростками требует применения заготовительно-
предварительного ручья с упрощенной формой полости под
отросток, а также применения в ряде случаев формовочного
ручья для одностороннего смещения металла в сторону
отростка.
65

Для поковок типа развилин и с развилинами, приводимых
к конфигурации свытянутой осью, ,необходимо применение за-
готовительно-предварительного ручья с рассекателем для раз-
~005 Ой-0101-05 05-7 - /к~
М~'сса
П~жОЮКи 6~7кг
я 1
L
&lt
pnc. gg. пределы применения заготовительных ручьев aepooro вида T. e. Ручьев
для распределения металла исходной заготовки в соответствии с расчетной
заготовкой (по А. В. Ребельском~)
Условные
обозначе-
ния
Условные
обозначе-
ния
Ручьи (переходы)
и их комбинации
Ручьи (переходы)
и их комбинации
Номер
ручья
Номер
ручья
Bes заготовительных
чъев
Пережимной....
Подкатной открытый
Подкатной закрытый
Протяжкой.....
Прот.-
переж.
Протяжкой-пережимной
ру-
53
Переж.
ПО
ПЗ
Прот.
Протяжной-подкати ой
открытый
Протяжной-подкатной
закрытый
Прот. OO
Прот. 03
гона металла от оси поковки в сторону развилин, а для поковок
типа развилин, приводимых к конфигурации с изогнутой
осью, применение гибки.
При выборе заготовки по длине для поковок группы I сле-
дует учитывать их массу (б„кг) и габаритный размер
(Е„мм) .
86

Для поковок небольшого
веса и сравнительно неболь-
шой длины штамповку сле-
дует вести от прутка с от-
рубкой поковок поочередно в b
отрубном ручье (рис. 53, а).
Если масса и длина заго-
товки не позволяют исполь-
зовать ее более чем на
две поковки, то штамповку
производят с поворотом
(рис. 53, б).
Заготовку на одну поков-
ку (рис. 53, в) применяют в ~~~г
тех случаях, когда ее длина
и масса настолько велики,
что невозможно производить
штамповку от прутка с от-
рубкой или из заготовки на
две поковки с поворотом.
1~лещевину следует приме-
нять при наличии подкатно-
го ручья или сочетания под-
катного ручья с другими за-
Зла штатски аг
umoene~o~ загптЦи
на вшаюпдЬа
споЮоро-
mp& t
Зона шшару-
~~~ка с олруд-
юа поко&a
f00
готовительными ручьями, 2® 5И
т. е. когда без клещевины г)
нельзя осуществить извест-
ные приемы штамповки. При
штамповке высоколегиро-
ванных сталей применяют
приварную клещевину из по-
делочных сталей.
Применение указанных
вариантов заготовок показа-
но на рис. 53, г.
Размеры исходной заго-
товки для поковок группы 1
определяют следующим об-
разом. Объем заготовки (без
клещевины) с учетом потерь металла на облой и угар находят
по формуле
~®~П +&
Рис. 53. Применение отрубного ручья
в зависимости от длины и массы заго-
товок (по А. В. Ребельскому):
I — граница зоны A применения заготовки
на несколько поковок с отрубкой на ноже;
II — граница зоны Б штамповки из заго-
товки на две поковки с поворотом;
Ill u I Р— расширенная зона штамповки с
поворотом для поковок простых форм; ~ д—
наибольший габаритный размер поковки в
1
мм; бц — масса поковки в кг; ~кл H 1 к л—
соответственно длины клещевого конца нри
оттяжке и без оттяжки клещевины;
толщина исходной заготовки
100+-х
100
1~эаг л. о
где Г„, — суммарный объем поковки и аблая;
х — угар металла в % (при нагреве заготовок в индук-
ционных и пламенных безокислительных печах
0,5 — 1,0%, в пламенных печах 2 — 3%).

Площадь сечения исходной заготовки 5;„определяют по
формулам, приведенным в табл. 24 [39].
Таблица 24
Площадь сечения исходной заготовки для поковок
с элементарной расчетной заготовкой
Заготовительные
переходы
Примечание
Формула
Штамповку произ-
водят без заготови-
тельных ручьев или
с применением гибкя
S, (1,02 —: 1,05) Яср
(1)
Штамповку произ-
водят с применением
пережи ма или фор-
мовки
S,= (1,03 —:1,3) З,
(2)
заг ~пд
Штамповку произ-
водят с применением
подкатки
= (1,02 —:1,2) Вср (3)
Штамповку произ-
водят с применением
протяжки
Я„а — по формуле (3) с
коэффициентом 1,2;
Штамповку произ-
водят с применением
протяжки и подкатки
~заг ~nр
— & t; ( np Ђ” S a)
После определения площади сечения S;„следует подо-
брать по стандарту заготовку круглого или квадратного
сечения, площадь которой близка площади расчетной заготовки.
Поковки группы II. При штамповке поковок группы П (см.
табл. 19) имеют место такие виды деформации металла, как
осаживание, выдавливание, прошивка и их сочетания. Штам-
повку осуществляют в один, два и, реже, в три перехода.
88
V,
S = S = —, (4)
эаг пр
г
где V — объем головки рас-
четнсй заготовки;
l,— длина головки рас-
четнсй заготовки
(см. рис. 49)
Меньшее значение ко-
эффициента применять,
когда заготовка пере-
крывает штамповочный
ручей по всей длине;
большее значение, когда
заготовка не доходит до
конца ручья
Меньшее значение ко-
эффициента применять,
когда исходную заготов-
ку укладывают до конца
заготовительного ручья;
большее значение, когда
исходную заготовку ук-
ладывают не до конца
заготовительного ручья
Эту же формулу при-
меняют, если после про-
тяжки производят фор-
мовку или гибку:
100+ 6
~г ~г 9
S&l ;p Ђ” по форм ле (
К вЂ” конусность стерж-
ня расчетной за-
готовки (см. рис.
49)

За один переход штампуют поковки простой конфигурации
(рнс. 54).
Площадь поверхности соприкосновения штампов F (заштри-
хованная часть) должна составлять
F = (300 —: 500)G см',
где 6 — номинальная масса падающих частей штамповочного
молота в т.
Увеличить поверхности соприкосновения штампов сверх
указанной выше величины можно только в тех случаях, когда
есть возможность уве-
личить размеры штам-
пового кубика.
В тех случаях, ког-
да отношение высоты
(длины) заготовки к ее
L
диаметру — = 2,8, а
D
торцы заготовки имеют
1 /
скосы, первый (легкий)
удар по заготовке осу-
ществляют вне оконча-
1
тельного ручья (рис.
55) . В этом случае вы-
р авниваются торцы и
I
одновременно с заго-
товки осыпается окали-
на, которая затем сду- pnq. 54. Молотовой Рис. 55. Выравнива-
вается сжатым возду- одноручьевой штамп ние ториов заготовки
хом или паром. для круглой поковки
3а два перехода
штампуют поковки, представляющие собой обод с диском при
значительной глубине ее полости, которая характеризуется отно-
шением — ) 1,3 (рис. 56). 3а первый переход производят осад-
h
й,
ку заготовки до диаметра =В1) Dg. Если диаметр осаженной
заготовки не будет больше диаметра D&g ;, т в уг ах поко ки
гут образоваться зажимы.
Осадку заготовки осуществляют на специальной площадке
штампа. Когда заготовку осаживают на диаметр, превышаю-
щий размер площадки, то осадку следует осуществлять на
другом молоте, причем операции осадки и штамповки должны
быть произведены с одного нагрева. Место расположения
площадки для осадки (справа или слева по отношению к окон-
чательному ручью) определяют в зависимости от расположения
оборудования.
Поковки с высокой ступицей (рис. 57) в случае перекрытия
заготовкой полости под ступицу получают выдавливанием
89

части объема заготовки. Причем, если размеры перекрываемой
полости, заданные чертежом поковки, не гарантируют запол-
нения этой полости выдавливанием, то приме-
няют подкатку,конца заготовки (рис. 57, б).
а)
Рис. 56. Штамповка поковки за два перехода:
а — заготовка (D — диаметр; L — длина); б — осаженная заготовка; 8—
окончательная штамповка
При определении размеров заготовок для поковок группы 11
следует учитывать, что отношение т длины (высоты) к ее диа-
метру (или стороне квадра-
та) не должно превышать
2,8. Если величина т боль-
ше 2,8, то при осадке заго-
товки может произойти ее
изгиб, что недопустимо.
b,' Ю Диаметр заготовки опре-
деляют по формуле
Рис. 57. Изготовление поковки с высокой
ступицей:
а — исходная заготовка; б — заготовка по-
сле подка тки ее конца; в — окончательная
штамповка
0„, =1,08
Определив D,'„è вели-
чину площади ее поперечно-
го сечения 5;„, следует подобрать заготовку по стандарту диа-
метром D„, и площадью Яза„близкими к расчетным, и уточ-
нить длину заготовки по формуле
~эаг
~ заг
~~аг
Объем заготовки определяют по формуле
V„,= (V„+V,)
где V — объем поковки в мз;
V, — объем аблая в мз;
х — угар металла в о~о.
Поковки группы III. Для поковок промежуточной формы (см.
табл. 19) в качестве заготовительиых ручьев применяют
площадку для расплющивания или ручей типа формовочно-
пережимного. В качестве штамповочных ручьев применяют
90

предварительный и окончательный или только окончательный
ручей. При наличии высоких ребер, бобышек и тонких стенок
рекомендуется вместо обычного предварительного ручья приме-
нять заготовительно-предварительный.
Когда поковка по соотношению размеров в плане может
быть отнесена к группе II, то применяют штамповку на торец
и соответственно определяют размеры заготовки, как для по-
ковок группы II. Когда соотношение размеров таково, что
поковка может быть приведена к группе I, то при штамповке
заготовка расположена плашмя. Расчетную длину заготовки
выбирают исходя из того, что она должна быть немного меньше
ДЛИНЫ ПОКОВКИ.
Для поковок смешанной конфигурации переходы штампов-
ки и размеры исходной заготовки определяют по приведенным
выше правилам для поковок групп 1 и II.
В поковках комбинированной формы необходимо выявить
те элементы общей конфигурации, которые подлежат штампов-
ке на молотах, и определить переходы штамповки и размеры
исходной заготовки с учетом приведенных выше рекомендаций.
Если заготовительные и штамповочные ручьи не размещены
в одном штампе, рекомендуется штамповку производить с
одного нагрева на двух рядом стоящих молотах. Необходи-
мость штамповки на двух молотах может быть вызвана также
сложностью конфигурации поковки.
ф 20. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МАССЫ ПАДАЮЩИХ ЧАСТЕЯ
ШТАМООВОЧКОГО МОЛОТА
Основной работой штамповочного молота является штам-
повка в окончательном ручье. Поэтому требуемую массу
падающих частей определяют исходя из работы деформации
за последний удар молота.
Приближенно масса падающих частей G в кг может быть
определена по формуле
G=aF,
где а — удельный коэффициент, принимаемый для паровоздуш-
ных молотов двойного действия равным 8 кг/см', а
для молотов простого действия 12 кг/см',
F — суммарная площадь горизонтальной проекции поковки,
включая фактический облой, в см'.
Более точно масса падающих частей (в кг) штамповочного
молота двойного действия может быть определена по эмпири-
ческим формулам f39] '.
для поковок круглой формы в плане
G=(1 — 0,005D}(l,l + — ) (0,7Б+0,0010'}}}а,;
' Имеются н другие формулы (см. работу [48]).
91

для поковок некруглой формы в плане
при этом, определяя по предыдущей формуле величину 6, сле-
дует брать
13 liF
где D — диаметр круглой в плане поковки в см (D (60 см);
а,— предел прочности деформируемого металла при тем-
пературе окончания штамповки в Мн~м2;
L — длина поковки в см;
F
В = — — средняя ширина поковки в см;
L
F — площадь проекции поковки в см2.
8азие~ы ~ел указании о 1опуская
оь)3е~жибать с п1очносвью «~ &
уюподаль
)у ~+Р8
ниль 1У+025
Че
обсчные
/7'
Рис. 58. Поковка рычага (H — высота головки)
Масса падающих частей молота простого действия мо-
жет быть определена по приведенным формулам умножени-
ем полученного результата на коэффициент, составляющий
1,5 в 1,8.
Пример определения массы падающих частей молота.
Например, необходимо определить массу падающих частей
молота двойного действия при изготовлении поковки рычага
(рис. 58) из стали 40 (использована многоштучная штамповка
по две поковки).
92

Площадь проекции двух поковок F = 87 см2; приведенный
диаметр D„„1,13'р' F = 1,131~ 87 = 10,6 см; средняя ши-
рина поковки В = — — — 2,8 см; аз = 65 Мн(м' (6,5 кГ)мм').
F 87
L 31,2
Тогда
G=0,95 1,7 0,86 10,6 65=942 кг;
0, = 942 (1+ 0,1
= 942 1,33 = 1250 кг.
2,8
Выбираем ближайший (по отношению к полученной вели-
чине) молот (ГОСТ 7024 — 65) с номинальной массой падаю-
щих частей 1,6 т.
э 21. КОНСТРУИРОВАНИЕ МОЛОТОВОГО ШТАМПА
И ЕГО ЭЛЕМЕНТОВ
Пережимной ручей размещается с левой или с правой
стороны от штамповочных ручьев штампа. На рис. 59 приведен
типовой пережимной ручей. Высо-
та профиля ручья h1 — — 1,02Й
К
(h — минимальная высота поков-
KH) ~2 ~заг (~заг фактИЧЕ-
ский диаметр заготовки). Шири-
на пережимного ручья
В= '" + (10 —:20) мм,
h~
где S„, — площадь сечения заго-
ТОВКИ;
h) — минимальная высота Рис. 59. Пережимиой ручей
полости пережимного
ручья.
Радиусы закруглений R выбирают исходя из условия плав-
ного сопряжения элементов ручья.
Построение подкатного ручья (рис. 60) производят в сле-
дующем порядке. Площади сечения поковки с учетом аблая
S„, в местах обжима и набора определяют расчетом. Высоту
в минимальном сечении h, и ширину ручья В определяют по
табл. 25; максимальную высоту раствора ручья Н, определяют
по формуле
Ho=8 з
где р — коэффициент, зависящий от диаметра заготовки в мес-
тах ее набора в подкатном ручье; р = 1,1 при диамет-
ре до 30 мм, р, = 1,05 при диаметре 30 — 60 мм и р = 1
при диаметре более 60 мм;
d,,„— диаметр заготовки максимального сечения по эпюре.
93

Остальные элементы подкатного ручья определяют IIo
табл. 26.
Рис. 60. Подкатной ручей:
а — открытый; б — закрытый
Профиль ручья выполняют (рис. 60) в виде плавной кри-
вой, способствующей течению металла в требуемом направле-
нии. Расположение точек на этой кривой должно определяться
94

Таблица 25
Сторона квадрата заготовки Аэ s мм (до)
18
105
70
90
125
Диаметр заготовки D~ в мм (до)
20
60
100
120
140
40
60
Ширина ручья В в мм
45
80
60
115
95
140
120
160
140
180
165
220
205
180
Таблица 2б
Конструктивные элементы подкатного ручья в мм (см. рис. 60)
Диаметр &g
или сторона
'~эаг квадрата
заготовки в мм
hi
Rs
Ra
25
32
15
20
8
10
10 10
6 6 6
40
60
12
16
10 1О 10
16 16
32
32
10
10
16
16
30
40
20
32
30
40
25
40
40
60
100
150
8
20
расчетными площадями сечений поковки в соответствующих ее
местах, т. е. исходя из 5„, = S,.
Протяжной ручей (открытый и закрытый, рис. 61 и 62)
расположен на зеркале штампа, параллельно или под углом к
оси штампа, как правило с левой стороны от окончательного
ручья. На рис. 61 показан протяжной ручей, расположенный
параллельно оси штампа. Размеры элементов протяжного
ручья определяют в зависимости от величины площадей сече-
ний протянутой заготовки, диаметра и длины исходной заго-
ТОВКИ.
Площадь
сечения
поковки
с учетом
облоя
по
в мм~
(до)
80
320
710
1250
2000
3800
6400
10500
Конструктивные элементы подкатного ручья (см. рис. 60)
Наимень-
шая
высота
подкатн ого
ручья
в местах
обжима
о
в мм
8
16
24
32
40
56
72
92

ф ф ° ° б а
° Э 3 ° '
° ° ° °
° ° j
° °
° в в
° ° Э в
ф ) В ~ В й
° )i ° Э
В ° ) Ю
° °
° Э в
) °
° °
Э
I ° Э Э б
Э °
I Э
б ° )
б °
° 3 б Э б
° Э Ю
° ) °
° ! ° ° б ° ' ° !
Э ° ° ° ° 9 ю °
I 1/ t I f
I I // I/
I I t i/I
! ° ° !
ю б ° °
° I Э ' °
° ° ° Э ° б
) ф °
° в
J ° Э б У
° ° э
° ° ° в
У )
° ° ° ° I б ° °
Э ° ю а °
Э ° ю
Э ° ' ° Э
° Э в ) б l ° I ° ° ф I
Э ° б ° Э 3 ' °
° Э Э ° ' Э ° Э Э ° ° i l °
Э б ° Э ° ° ° 3
) ° Э ° I °
° !
) °
) ° °
щу
) ]
)
! ° I а
Э ° a
)ill
Э ° б °
° а Э
I в ° ° в
I
° 3 Э

Угол поворота ручья обусловливается компоновкой ручьев
штампа; обычно его принимают равным 10; 12; 15; 18 и 20.
Длину ручья L выбирают
в зависимости от требуемой
длины протяжки (рис. 61) .
На рис. 62 приведен за-
крытый протяЖной ручей,
элементы которого (за ис-
ключением радиуса R~) апре.
деляют так же, как и эле-
менты открытого ручья
(рис. 61).
сЮ
Радиус R4 в зависимости
от ширины В принимается
равным 3 — 5 мм. Рис. 63. Формовочный ручей
На рис. 63 приведен фор-
мовочный ручеи. Контур формовочного ручья 2 должен вписы-
ваться в контур плана поковки 1 (зазор между ними составляет
1 — 5 мм). Ширина формовочного ручья
B — '" + (10 —:20) мм,
й
где S„. — площадь поперечного сечения заготовки в мм2;
h — наименьшая высота полости формовочного ручья
В ММ.
Значение h проверяется по неравенству
& t; ( ,5 Ђ”
где В„, — ширина расплющенной заготовки.
Построение гибочного ручья показано на рис. 64. Принцип
построения профиля ручья заключается во вписывании его в
контур плана поковки, при этом зазор между контуром ручья
и контуром плана поковки составляет 2 — 5 мм.
Наибольший раствор ручья Н должен быть больше соответ-
ствующего размера поковки для лучшего заполнения металлом
полости раствора ручья в процессе гибки и формовки.
Размер К находим по формуле
К= (0,1 —: 0,2)Н.
Высоту ручья h определяем по формуле
h ~((0,8 —: 0,9)h„
97
где h& t; Ђ” выс та штампуе ой поко к в рассматривае
сечении.
Радиус Яз при ширине ручья В до 80 мм принимается рав-
ным'3 мм, а при ширине В свыше 80 мм равным 5 мм.
7 Заказ 401

B зависимости от массы падающих частей молота выбирают
величины t, Ri и R; зазор & t  5 в ”: 10 м, R = 10 в ”: 16
R~ = 16 —:20 мм. Большие значения этих величин соответству-
ют большей массе падающих частей штамповочного молота.
Ширину ручья B определяют по наибольшему размеру
поперечного сечения заготовки при той высоте раствора ручья,
R1
Ry
Рис. 64. Гибочный
ручей
когда ожидается наибольшее уширение заготовки при расплю-
щивании (табл. 27). Предварительный ручей находится с пра-
вой или левой стороны от оси окончательного ручья.
Таблица 27
140
60
100
120
80
40
20
min
40
55
100
80
120
100
140
185
120
160
200
140
180
160
В отличие от окончательного ручья предварительный ручей
не имеет канавки для облоя, а радиусы скруглений кромок
больше, чем в окончательном ручье. Величина радиусов скруг-
98
Диаметр
исходной
заготовки (до
расплющива-
НИЯ В ММ
(ДО)
20
40
60
80
100
120
140
Размеры ширины В гибочного ручья в мм
Высота h, до которой расплющивается заготовка, в мм

лений кромок зависит от глубины полости ручья штампа и от
массы падающих частей штамповочного молота и составляет
3 — 12 мм. Радиусы скруглений кромок ручья могут быть увели-
чены на отдельных участках и по всему контуру ручья, если это
необходимо по условиям штамповки. Для ручьев с разной
глубиной полостей радиусы скруглений кромок могут быть
одинаковыми по всему контуру и определяться по наибольшей
глубине полости или разны-
ми в соответствии с глуби-
нои отдельных частей поло-
сти ручья и требования-
ми технологии штамповки.
Окончательный ручей изго-
товляют по чертежу горячей
поковки. Если в качестве
штамповочных ручьев при-
меняют только окончатель- ~ у
ный, то он располагается
так, чтобы центр ручья сов-
падал с центром штампа.
Центром ручья является
точка приложения равнодей-
ствующей усилий деформа-
ции металла в основных его
частях. Центром штампа яв- Рис. 65. Штамповочные ручьи:
ляется точка перЕСЕчения центр окончательного ручья; 3 — центр
его осей хвостовика и шпон-
ки (в плане) (рис. 65).
При наличии в штампе
предварительного и окончательного ручьев их, как правило, рас-
полагают исходя из того, чтобы
С,= — С, а С,= — С,
1 2
3 3
где С вЂ” расстояние между ручьями.
Отрубной ручей расположен в переднем левом углу штампа
(рис. 66) или в его заднем правом углу.
В зависимости от размера и конфигурации поковки размеры
переднего отрубного ручья составляют:
высота
Й= (C+b)+10 мм;
ширина
B=f+30 мм.
Для заднего правого ножа указанные элементы составляют
h = — + 10 мм; B = D+ (15 —: 20) мм,
2
где D — толщина заготовки в мм.
7Ф

Угол ц принимается равным 15; 20 и 25', в зависимости от
компоновки ручьев в штампе.
Выемки под клещевину и литниковой канавки, соединяющей
полость ручья и выемку под клещевину, предусматриваются в
предварительном и окончательном ручьях (см. рис. 75). Если
стенка между выемками меньше 15 мм, то предусматривается
общая выемка. Размеры выемки под клещевину и литниковой
канавки зависят от способа штамповки. При штамповке от
Рис. 66. Отрубной ручей
прутка (рис. 67, а) и при штамповке от прутка с поворотом
(рис. 67, б) ширина Выемки под клещевину В = ~загК (D„г
диаметр заготовки, К вЂ” коэффициент, зависящий от диаметра
заготовки) .
При D„, ( 50 мм К = 1,5; при 0.„) 50 мм К = 1,3. Вы-
сота выемки под клещевину (рис. 67, а и 67, б) Н = 1,2В, но
должна быть не менее 35 мм. Радиус закругления выемки под
клещевину r зависит от диаметра заготовки. При Р„, = 20 —:
— 120 мм радиус r = 6 —:25 мы. Толщина стенки между поло-
стью ручья и выемкой под клещевину (рис. 67, а и 67, в)
S ) )Н2, но не менее 35 мм для углеродистых и низколегиро-
ванных сталей и S ) 1,2Н~, но не менее 35 мм для высоколеги-
рованных и жаропрочных сталей. Толщина стенки (рис. 67, б)
S~ ) Н1, Ширину литниковой канавки b определяют из
равенства
b=h,+Ü,;
100

глубину — из равенства
Й= ' +h,.
2
Значения h, и h~ выбирают по табл. 21 и 22.
Замок служит для создания препятствия свободному пере-
мещению половинок штампа относительно друг друга в любом
или в одном из направлений. Замок применяют в тех случаях,
когда при штамповке появляются сдвигающие усилия, зависящие
от конфигурации поковки. Применяют замки различной формы—
круглые, угловые, крестообразные и т. д. Построение круглого
A-A
Рис. 67. Выемка под клещевину
и литниковая канавка при
штамповке:
а — от прутка; б — от прутка с
поворотом; в — осадкой в торец
[48]; 1 — нижний и 2 — верхний
штампы
замка приведено на рис. 68, а. Размеры (высота, толщина и ра-
диусы закруглений) круглого замка принимают в зависимости
от массы падающих частей молота. Для молотов с массой па-
дающих частей 1 — 16 т высота замка Н = 25 —: 60 мм; минималь-
ная толщина замка Т = 35 —: 75 мм; радиусы закруглений зам-
ка R~ = 4 —: 10 мм, R2 — — 6 —: 12 мм, Rg — — 6 —: 20 мм. Размер S.
не должен быть меньше ширины выемки для аблая и, кроме того,
обусловлен допустимой толщиной стенки штампа (рис. 68, а).
Выступы круглых замков диаметром D могут быть располо-
жены в верхней (рис. 68, б) и нижней половинах штампа. Чтобы
предупредить заклинивание штампа, рекомендуется выступ зам-
ка располагать в верхнем штампе, хотя такое расположение со-
здает неудобства при удалении поковки из ручья нижней поло-
вины штампа и окалины. Поэтому часто применяют замок с вы-
ступом в нижнем штампе. Зазор б между верхней и нижней
половинами штампа зависит от размера поковки, допуска на сме-
101

щение штампов в плоскости разъема и от разности температур
верхней и нижней половин штампа. Если указанная разность
температура составляет 100'С, то величину зазора g принимают
равной 0,05 — 1,1 мм.
~1
Ку
Рис. 68. Круглый замок:
а — конструктивные элементы; б — расположение выступа замка в верхней поло-
вине штампа
Рис. 69. Угловой замок:
1 — ось гнезда шпонки; 2
ось хвостовика
Построение углового замка показано на рис. 69. Основные
размеры угловых замков принимают в зависимости от массы
падающих частей молота.
Для молотов с массой падающих частей 1 — 10 т высота замка
H = 25 —: 60 мм; минимальная ширина А = 50 —: 125 мм; мини-
мальная длина В = 75 —: 180 мм; радиусы закруглений R~ =
= 4 —: 10 мм, R2 — — 6 —: 12 мм, для нижнего кубика штампа R3 =
= 10 —: 25 мм и для верхнего кубика R4 — — 8 —: 20 мм.
102

Контрзамки применяют в штампах для поковок с ломаной
или кривой линией разъема для уравновешивания горизонталь-
ных усилий, стремящихся сдвинуть верхнюю и нижнюю поло-
винки штампа относительно друг друга.
Построение контрзамка показано на рис. 70. Высота контрзам-
ка Н зависит от конфигурации поковки, но должна быть не
менее 15 мм. Минимальная толщина контрзамка Т) 1,5Н.
Рис. 70. Построение контрзамка
В зависимости от высоты контрзамка радиусы R& t; Ђ” Ђ 3 в ” 8
R2 —— 5 —: 10 мм, 6 = 0,2 —: 0,4 мм, 61 выбирают исходя из кон-
структивных соображений.
В верхней и нижней частях
молотовых штампов применя-
ют вставки для сокращения
расходов на штамповку.
В практике нашли применение
вставки, в которых расположе-
ны предварительный и оконча-
тельный ручьи, только оконча-
тельный ручей и наиболее быст-
Рис. 71. Вставка окончательного
ро изнашиваемый элемент
окончательного ручья.
На рис. 71 приведена встав-
ка (диаметр D) окончательного ручья, закрепленная в блоке на
горячепрессовой посадке. Высоту вставки Н принимают в зави-
симости от глубины ручья h. При глубине h = 32 —: 50 мм высота
вставки Н = Й+ (40 —: 50) мм и при h ) 50 мм высота Н =
= h+ 60мм.
Верхнюю и нижнюю части штампа крепят с помощью хво-
стовика клина и шпанки. На рис. 72 показано расположение хво-
стовика и гнезда шпонки штампа.
Смещение осей кубика относительно оси хвостовика С1 и оси
гнезда шпанки С2 допускается не более: С~ (0,1L„, Cg (0,1B„.
Установочные грани кубика штампа необходимы для контро-
ля совпадения верхней и нижней полостей ручья штампа. Уста-
103

новочные грани (рис. 72) расположены на фронтальной и одной
из боковых граней кубика, в зависимости от расположения
ручьев штампа.
Величина уступа грани, вызванная возможной неровностью
необработанной поверхности кубика, составляет не менее 5 мм.
В зависимости от массы па-
С1 дающих частей штамповочного
молота ширина а. установочной
грани принимается равной 50—
100 мм.
Осадочная площадка (рис. 73)
(
находится от полости окончатель-.
ного ручья на расстоянии t. Вели-
f чины е1 и t зависят от массы па-
«1 дающих частей молота.
Для штамповочных молотов с
массой падающих частей 1 — 16 т
I принимают e& t; Ђ” Ђ” 20 в ”: 65 м
I
= 25 —: 45 мм.
1 2 Размер облойной канавки b
:Т выбирают по табл. 22. Осталь-
1
1
ные элементы штампа (рис. 73)
определяют в зависимости
1 от диаметра штампуем ой по-
5 ковки:
~1
d = 0,7Р; К = К = (1,1 —: 1,2) D;
И= (0,7 —:1,0)D;
Рис. 72. Расположение хвостовика
L„=B,=Ê+Ï.
и гнезда шпонки штампа.
1 — ось хвостовика; 2 — ось шпоики; Размеры штампового кубика
~"Р""'„"р~„, "„",У~„;,„„,"'"~' ~' подбирают исходя из размеров и
конфигурации поковки и запроек-
тированных ручьев и элементов штампа, а также массы падаю-
щих частей штамповочного молота.
Если выбранный кубик удовлетворяет всем требованиям, то
по ГОСТУ 7831 — 55 подбирают ближайший по размерам кубик
с учетом припуска на обработку.
Высоту кубика выбирают исходя из характеристики имею-
щегося молота с учетом запаса на ремонт (перестрожку)
штампа.
Расстояние между гранью верхнего кубика и направляющими
молота должно быть не менее 20 мм.
h
Свисание концов кубика штампа допускается не более чем—
3
(Й вЂ” высота кубика) .
Наибольшая масса верхнего кубика не должна превышать
35% номинальной массы падающих частей молота, для которого
предназначен штамп. Масса нижнего кубика не ограничивается.
104

73. Осадочная площадка:
вляющие молота; 2 — ось хвосто-
а; 3 — ось гнезда ш нонки
ф 22. ЙРимеР РАзРАьОтки технОлОГическОГО пРОцессА
И КОНСТРУИРОВАНИЯ МОЛОТОВОГО ШТАМПА
ДЛЯ ПОКОВКИ ГРУППЫ !
Исходными материалами для разработки технологического
процесса изготовления поковки (рис. 74) являются:
чертеж готовой детали;
марка стали, из которой изготовляют деталь;
технические условия на приемку готовой детали;
масштаб производства (количество деталей в год в шт.).
По чертежу готовой детали разрабатывают чертеж поковки
по методике, приведенной в $ 17.
После разработки чертежа поковки и согласования его с тех-
ническими подразделениями соответствующих производственных
цехов выполняют предварительную схему последовательности
технологических операций с указанием видов оборудования.
105

Последовательность технологических операции для изготов-
ления поковки рычага следующая.
1. Резка прутков на заготовки мерной длины на кривошип-
ном прессе.
2. Нагрев заготовок в полуметодической толкательной печи.
3. Штамповка за пять переходов на паровоздушном штампо-
вочном молоте.
4. Обрезка облоя на кривошипном прессе.
~~т~ увы
Рис. 74. Поковка рычага и эпюра ее сечений:
а — чертеж поковки; б — расчетная заготовка поковки (эпюра); 8 — чертеж по-
ковки для изготовления штампа [48]; 1 — 10 — сечения
5. Термическая обработка (нормализация) в электрической
конвейерной печи.
6. Контроль на твердость по Бринелю.
7. Очистка от окалины в проходном дробеструйном барабане.
8. Правка на гидровинтовом пресс-молоте.
9. Калибровка одновременно большой и малой головок в хо-
лодном состоянии на чеканочном прессе.
10. Окончательный контроль, наружный осмотр и промер при
помощи шаблона.
11. Консервация (по требованию потребителя).
Следующий этап — выбор переходов штамповки, определение
размеров заготовки и разработка конструкции штампа.
Размеры заготовки определяют по методике, приведенной в
ф 19 настоящей главы.
,Яля определения размеров заготовки необходимо знать основ-
ные параметры поковки, размеры аблая, клещевины и величину
угара. Кроме того, должны быть определены технологические
переходы штамповки.
106

Поковка на рис. 74, а имеет следующие параметры: площадь
проекции поковки на плоскость разъема F„= 7715 мм', периметр
стержня по центру тяжести аблая P, = 475 мм; периметр го-
ловки по центру тяжести аблая (с учетом принятого коэффи-
циента на неполноту окружности равного 0,8) Р, = 200 мм; дли-
~й
на поковки 1„= 232 мм; средняя ширина b,y — — 33,3 мм;
bñð
= 7 ) 2,5; объем V„= 118000 мм; масса 0Ä = 0,92 кг; приме-
няют сталь 35.
р а з м е р о б лая. Для данной поковки больше всего подхо-
дит облойная канавка № 1.
В процессе деформации заготовки на участке стержня про-
исходит процесс осадки; следовательно, согласно рис. 47, а для
аблая принимается канавка № 1 (см. табл. 21). Толщину аблая
определяют по формуле
h, = 0,015]ГР„= 0,015 ~7715 = — 1,33 м.и.
По табл. 21 ближайшее большее значение Й, = 1,6 мм. При
таком значении Й, канавка № 1 по табл. 21 имеет ширину мости-
ка b = 8 мм; ширину магазина b& t; Ђ” Ђ” 22 м; площ дь поперечн
сечения канавки на участке стержня S,„= 102 мм' и R = 1 мм.
На участке поковки, где расположена головка, при деформа-
ции заготовки происходит процесс выдавливания, вследствие чего
согласно рис. 47, б принимают канавку № 2.
При толщине аблая Й, = 1,6 мм канавка М 2 имеет В = 9 мм;
В~ — — 25 мм; сечение облойной канавки на участке головки
S, „= 113 мм' и R = 1,5 мм.
Объем аблая на участке стержня определяем по формуле
О.С О.К
где ( — коэффициент заполнения канавки; для аблая принимают
по табл. 23 (для канавки № 1 с учетом массы поковки
до 1 кг) равным 0,4.
Таким образом,
V,,=0,4 102 475=19380 мм'.
Объем аблая на участке головки
V,, = $S, „P, = 0,5 113 200 = 11 300 ммз.
Общий объем аблая
V, = V,, + Г,, = 19 380+ 11 300 = 30 680 мм~.
Среднее сечение з а готов ки. Для его определения
необходимо рассчитать эпюру диаметров по методике, приведен-
ной в ф 19 (см. рис. 49).
Построение расчетной заготовки (см. рис. 74, б) производим
исхотя из длины отдельных элементов поковки и найденных зна-
чений d, в сечениях (l, — длина головки).
107

Общий объем поковки и аблая
V»,= V„+ V,= 118 000+30680 = 148680 мм~.
Среднее сечение расчетной заготовки
S,ð — — "' — — — — 642 мм~
~п. о 148 680
l~ 232
(величина 1, принята по рис. 74, б).
Зная величину S,ð, можно определить средний диаметр за-
ГОТОВКИ:
d,ð — — 1,13+S,р — — 1,13~642=-28,8 мм.
Выбор переходов штамповки. Расчетная заготовка — элемен-
тарная, так как она состоит из головки с односторонним стерж-
нем. Контур головки, имеющий резкий излом из-за отверстия в
бобышке поковки, приводим к плавной форме из условия сохра-
нения объема (см. рис. 74, б).
Подсчитываем а и p:
d, 28,8
Эти значения а и в соответствуют на диаграмме рис. 52 зоне,
где может быть применен один из трех вариантов штамповки
в зависимости от уклона стержня, характеризуемого коэффи-
циентом Й. Приводим стержень к виду усеченного конуса с раз-
мером меньшего основания d~ — — 22 мм. Размер большего осно-
вания определим по формуле, приведенной в ф 19 (см. рис. 49).
Находим
d„=24 ìì и К= " '"= 00
d~ — "т1в 24 — 22
109
Так как найденное значение К<0, 2, то из диагра мы
рис. 52 следует, что нужно применять только протяжной ручей.
Учитывая данные таблицы на рис. 52, применяем для данной
поковки протяжку-подкатку открытую. Из диаграммы на рис. 53
видно, что при G„=0,92 кГ и L„= 232 мм штамповку можно
производить от прутка с отрубкой поковки в отрубном ручье.
В данном случае целесообразно применить предварительный ру-
чей, тем более, чем поковка подвергается калибровке. Для штам-
повки рассматриваемой поковки нужно применять следующие
переходы: протяжку, подкатку в открытом ручье и штамповку в
предварительном и окончательном ручьях с последующей отруб-
KOH.
Размеры заготовки определяем, как для случая, когда при-
меняют протяжку и подкатку (см. табл. 24):
8„~ = 1,2S,р = 1,2 642 = 770 мм .
108

коэффициент взят равным 1,2 потому, что при применении
одной подкатки заготовка не должна доходить до конца подкат-
ного ручья.
Объем головки V, находим как сумму объемов усеченных
конусов V, = 56000 ммз с учетом 2О/О угара:
V,= 1,02 56000=57000 )яма.
Длина головки l, = 42 мм (см. рис. 74, б). Отсюда при приме-
нении только протяжки сечение протянутого конца
S„»â€”=
~г 57 000
= 1350 мм'.
l~ 42
Сечение исходной заготовки определяется по формуле (5)
(см. табл. 24).
S„, = Я„» — g (S„» — S„~) = 1350 — 0,01 (1350 — 770) = 1344 мм'.
Если применить заготовку квадратного сечения, то
А„,=VS, =y'1344=37 мм.
Выбираем заготовку: А„, = 38 мм (квадрат 38 мм), площадь
сечения $„, = 1440 мм2.
Длину заготовки определяем по формуле
~заг
~ гаг
~заг
Объем заготовки найдем из формулы
V„,= (V„yV.+-V,)
где У,— объем выдры;
6 — угар металла в о/о.
После подстановки значений получим
V„, = (118 000+30680+4890) = 156640 яма;
100
156 640
ааааа
=108,5 мм.
1440
Поковку рычага, учитывая ее конфигурацию и незначитель-
ную массу, можно изготовлять из прутка с отрубкой в отрубном
ручье штампа. Если длина прутка l„„„, ) 12А, то в соответствии
с указаниями в $ 14 нагрев должен осуществляться в щелевой
печи; при l„», ( 12А — в толкательной печи или с помощью
индукционного нагревателя. В данном случае используем заго-
товку на четыре поковки.
Общая длина заготовки с учетом клещевины составляет
L„, = 108,5 4+ 30 = 464 мм.
109

Резку прутков на заготовки мерной длины осуществляют на
кривошипном прессе. Допуск на длину заготовки принимают по
табл. 5 равным +0,9 мм.
Конструирование молотового штампа [48]. P а счет и по-
строение протяжного ручья производят в соответствии
с методикой, приведенной в ф 21 (см. рис. 61).
Высоту протяжного порога Й (рис. 61) определяем в зави-
симости от размера стороны квадрата протянутой заготовки на
участке стержня а,.
Объем стержня
V, = V„, — V, = 148 680 — 56 000 = 92 680 мм;
a,=—
Vo 92 680
= 22,1 мм.
le 190
При I. = l„„= 190 мм (см. рис. 74, б) имеем
h = 0,9a, = 0,9 22, 1 = 20 мм
(l,— длина поковки на участке стержня; l„„— длина протяну-
той заготовки)..
Длину протяжного порога определяем по формуле
1, = (1, 1 —: 1,5) А„,.
При выборе средней величины коэффициента, равного 1,3,
l,=1,3.38=49,4 мм.
Принимаем l, = 50 мм.
Ширину протяжного ручья определяем по формуле
В = (1,4 —:2) А„,.
Принимаем коэффициент равным 1,7; тогда
В= 1,7 38=64,6 мм.
Принимаем В = 65 мм.
Г л у б и н у р у ч ь я определяем по формуле
А=2,6h=2,6 20=52 мм.
Учитывая, что протяжной ручей предполагается разместить
под углом 20' к оси штампа с той же стороны, что и отрубной,
глубина протяжного ручья должна быть не меньше глубины от-
рубного ручья, т. е. А = Н (Н вЂ” глубина отрубного ручья). Ве-
личину Н определяем по формуле
Н= А„,-+-20= 38+20= 58 мм.
Н А
Выбираем — = — = 30 мм.
2 2
Отрубной ручей расположен под таким же углом, что и про-
тяжной ручей, поэтому из конструктивных соображений ширину
110

отрубного ножа принимают равной ширине протяжного ручья,
т. е. 65 мм.
P асчет и построение падка т н ого ру чья.,Ялины
элементов ручья определяют исходя из правила построения под-
катного ручья и размеров расчетной заготовки.
à — Г
Рис. 75. Молотовой штамп для поковки рычага
Максимальный размер профиля ручья по высоте определяем
по формуле
Н,=ada
тах
Величина p = 1,05; d, соответствует сечению (см. рис. 74, б),
которое равно 46 мм. Тогда
H, = 1,05 46 = 48 мм.
Наименьшая высота подкатного ручья в местах обжима при-
нимается равной высоте протяжного порога h = 20 мм.
Профиль ручья строят по данным, приведенным в табл. 25
и 26.
Место под концевой выступ, которое в результате точного
построения по точкам получается ступенчатой формы, приводят
11)

к плавной форме по средней высоте, равной 22 мм (cM. рис. 74, б,
сечение 3).
Ширина ручья В по табл. 25 может быть принята равной
60 — 80 мм.
Яля унификации подготовительных ручьев принимаем В =
= 65 мм.
Предварительный и окончательный ручьи штампа разрабаты-
вают по чертежу поковки, показанной на рис. 74, в.
Расположение ручьев, расстояния между ними, размеры
штамповых кубиков определяют по общепринятым правилам.
Молотовой штамп приведен на рис. 75.
После разработки конструкции штампов и другого инстру-
мента определяют параметры технологического оборудования.
Размеры заготовки, параметры оборудования и последова-
тельность технологических операций заносят в карту техноло-
гического процесса (см. форму 8, гл. XIX).
ф 23. ОРГАНИЗАЦИЯ РАБОТЫ HA ШЙАМПОВОЧНОМ МОЛОТЕ
Производительность штамповочного молота зависит от пра-
вильного расположения оборудования в агрегате и механизации
процессов штамповки.
Нагревательную печь, как правило, устанавливают с левой
стороны, а обрезной пресс — с правой стороны рабочего фронта
штамповочного молота. По-
ЮК 4,7 ковка, отштампованная на
r
1 мелких и средних молотах,
Ь сбрасывается на транспор-
/ тер со стороны рабочего
фронта — от штамповщика.
9 На рис. 76 приведена схема
расположения оборудования
Рис. 76. Схема расположения оборудова- B агрегате штамповочного
ния в агрегате штамповочного молота Молотя.
с массой падающих частей 2 т Процесс изготовления по-
ковки протекает следующим
образом. Нагретую заготовку выдают из полуметодической пе-
чи 1 на цепной транспортер 2, который передает ее к фронту
штамповочного молота 3. После операции штамповки поковка
сбрасывается со штампа на транспортер 4, который доставляет
ее к обрезному прессу б. После обрезки облоя поковка провали-
вается через обрезную матрицу на специальное устройство, сбра-
сывающее поковку на транспортер 6, который доставляет ее в со-
ответствующую тару.
Так как молотовой штамп расположен значительно ниже об-
резного штампа, то транспортер 4 выполняют наклонным (под
соответствующим углом) .

Главе Yl
ИЗГОТОВЛЕНИЕ ПОКОВОК НА КРИВОШИЛНЫХ КОВОЧНО-
ШТАМЛОВОЧНЫХ ПРЕССАХ
5 24. СУЩНОСТЬ ПРОЦЕССА И ХАРАКТЕРИСТИНА ПРЕССОВ
С ущность процесса. На кривошипных прессах можно изго-
товлять поковки любой конфигурации массой до 100 кг. Харак-
тер деформирования металла при штамповке на прессах не-
сколько иной, чем при штамповке на молотах.
Процесс выдавливания металла и заполнения полости штам-
па по высоте на прессе протекает менее интенсивно, чем на
молоте, и, наоборот, растекание металла в стороны на прессе
проходит относительно быстрее, чем на молоте.
На молоте полость штампа заполняется металлом обычно за
несколько ударов, между тем как на прессе ручей должен быть
заполнен за один ход ползуна.
Отсутствие инерционного «всплеска» металла при штамповке
на прессах ухудшает заполнение сложного рельефа штамповоч-
ного ручья, что должно учитываться при разработке техноло-
гического процесса штамповки и конструирования штампов. Не-
обходимо увеличивать количество подготовительных переходов,
постепенно приближая форму заготовки к форме окончательного
штамповочного ручья, в противном случае металл вытечет в боль-
шем, чем положено, количестве в облой, а полость штампа оста-
нется частично не заполненной.
При многооперационной штамповке рекомендуется приме-
нять процесс, при котором обеспечивается полное изготовление
поковки с одного 'нагрева. Операции подкатки и протяжки на
кривошипных прессах производить затруднительно. Постоянство
величины хода кривошипного пресса требует наличия переходных
ручьев с промежуточными профилями для выполнения таких опе-
раций. Однако это трудновыполнимо из-за сложности размеще-
ния на столе пресса переходных ручьев одновременно с осталь-
ными ручьями, а также потому, что заготовка в заготовитель-
ных ручьях может остыть. Яля повышения производительности
8 Заказ 401 113

пресса подкатные и протяжные операции производят на спе-
циальных ковочных вальцах, которые устанавливают рядом с
прессом для того, чтобы процесс изготовления поковки осущест-
влялся с одного нагрева. Нагретая заготовка не должна быть
покрыта окалиной, которая при штаМповке за один ход может
быть заштампована в поковку. Это достигается либо примене-
нием специальных методов нагрева, либо гидравлической очист-
Рис. 77. Общий вид кривошипного ковочно-штамповочного.пресса
кой нагретых заготовок; гидроустановку монтируют в агрегате
пресса.
Характеристика прессов. Современные кривошипные ковочно-
штамповочные прессы изготовляют усилием до 100 Мн (10 000 Т).
Изготовление прессов большего усилия из-за громоздкости ста-
нины, массивности главного вала и других причин считается по-
ка нецелесообразным. Для поковок, изготовление которых тре-
бует усилия штамповки более 100 Мн, следует применять гид-
равлические быстроходные штамповочные прессы.
На рис. 77 дан общий вид ковочно-штамповочного пресса.
Пресс состоит из следующих основных узлов: станины 2, стола
пресса 1$, главного вала 12, вала приводного 3, ползуна 14 ма-
ховика 4, шестерни ведомой большой 11, муфты сцепления 13;
тормозной системы б, выталкивателя (нижнего) 7, электродви-
114

Таблица 28
Ориентировочная средняя производительность кривошипных
ковочио-штамповочных прессов и масса поковок средней сложности
Примерная
масса поковки
из средне-
углеродистой
стали в кг
Производи-
тельность
в кг~ч
Усилие
пресса
в Ми*
400 — 500
500 — 600
600 †8
800 †12
1200 †16
Ло 1,0
1,6 — 2,5
2,5 — 4,0
4,0 — 6,3
6,6 — 10
6,3
10
1б
20
25
1 Мн =100 Т.
115
гателя 5, системы смазки 8, системы управления 9, фундамен-
та 1 и ресивера 10.
1~ривошипные ковочно-штамповочные прессы имеют преиму-
щественно цельнолитые массивные станины рамного типа, отли-
тые за одно целое со столом. Основание и верхняя часть станины
усилены ребрами, что придает станине необходимую жесткость.
В некоторых случаях для увеличения жесткости станину снаб-
жают четырьмя стяжными болтами. У основания станины на
уровне стола пресса имеются окна прямоугольной формы, откры-
вающие доступ к рабочему пространству пресса. Опорная пло-
скость стола и пресса имеет угол наклона 10 — 12'. На эту пло-
скость устанавливают подштамповую плиту с таким же углом
наклона, вследствие чего достигается горизонтальное располо-
жение штампов и возможность регулировки высоты штампового
пространства.
Ползун пресса уравновешивается пневматическим цилиндром.
Чем длиннее ползун, тем меньшей он обладает чувствитель-
ностью к нецентральным нагрузкам и тем меньше износ его на-
правляющих.
Прессы снабжены дисковой пневматической фрикционной
муфтой, смонтированной в корпусе шестерни на правом конце
главного вала. При включении муфты главный вал приходит во
вращение. На левом конце главного вала размещен тормоз и
фрикционный предохранитель. Тормоз пресса — ленточный. Пол-
зун движется в направляющих станины, получая движение от
шатуна. Для регулировки высоты штампов кривошипные прессы
имеют двухклиновое устройство подштамповых плит.
Смазка трущихся поверхностей пресса производится центра-
лизованно от насоса. Верхний выталкивающий механизм приво-
дится в действие от нижней головки шатуна; нижний — через
систему рычагов от эксцентрика, насаженного на левый конец
главного вала. Имеются также прессы, снабженные пневмогид-
равлическими и гидравлическими выталкивателями. Управление

прессом осуществляется ножной педалью при помощи сжатого
воздуха, поступающего из сети через редукционный клапан в
ресивер. При эксплуатации указанных прессов в отдельных слу-
чаях возможно автоматизировать подачу и перемещение заго-
товки из ручья в ручей, а также удаление готовой поковки при
помощи специальных приспособлений, связанных с основным
кривошипным механизмом пресса. Наличие большого числа хо-
дов в минуту позволяет в условиях комплексной автоматизации
обеспечить при использовании прессов производительность, ко-
торая значительно больше производительности штамповочных
МОЛОТОВ.
В табл. 28 приведена производительность прессов.
ф 25. КЛАССИФИКАЦИЯ ПОКОВОК
Поковки, изготовляемые на кривошипных ковочно-штампо-
вочных прессах, в зависимости от их конфигурации можно под-
разделить на пять основных групп (рис. 78). 1~роме того, значи-
тельное количество поковок входит в группы, представляющие
собой комбинации из основных групп.
Группа I. Поковки,, изготовляемые осадкой в торец или осад-
кой с выдавливанием. Подгруппы а, б и в — поковки, штампуе-
мые соответственно за один, два и три перехода.
Группа II. Поковки, имеющие удлиненную форму при незна-
чительной разнице в площадях поперечных сечений. Подгруп-
пы а, б и в — поковки, штампуемые соответственно за один, два
и три перехода.
Группа III. Поковки удлиненной формы, Но со значительной
разницей площадей поперечных сечений. Изготовление поковок
этой группы требует наличия заготовок, подготовленных на дру-
гих операциях (периодической прокаткой, вальцовкой, высад-
кой, выдавливанием и т. д.). Яля поковок подгрупп а, б и в за-
готовки изготовляют высадкой на Г1~М или выдавливанием (а),
вальцовкой на ковочных вальцах консольного типа (б) и ком-
бинированными процессами (в).
Группа IV Поковки изогнутые. Подгруппы а, б и в — поков-
ки, требующие применения штампа с замком (а); гибочного
ручья (б) или их сочетания (в).
Группа V. Поковки, изготовляемые выдавливанием. Под-
группы а, б и в представляют собой такие конфигурации поко-
вок, изготовление которых требует применения специальных
приемов, характерных для каждой из перечисленных подгрупп.
Поковки типа стержня с утолщением (а) характеризуются
тем, что образование стержневых элементов происходит за счет
выдавливания металла в направлении оси поковки.
У поковки с двумя и более утолщениями или с отростками (б)
образование буртов или отростков происходит за счет выдавли-
вания металла в направлениях, перпендикулярных оси поковки.
ll6

У поковки с глухой или сквозной полостью (в) образование
полых элементов происходит за счет выдавливания металла в
замкнутую кольцевую полость.
Рис. 78. Классификация поковок, изготовляемых на кривошипных ковочно-
штамповочных прессах
ф 26. СОСТАВЛЕНИЕ ЧЕРТЕЖА ПОКОВКИ
Чертеж поковки, изготовляемой на кривошипном ковочно-
штамповочном прессе, составляют по тем же правилам, что и
чертеж поковки, изготовляемой на штамповочном молоте.
Припуски, допуски, напуски, наметки и плени под прошивку
отверстий. Припуски определяют по той же формуле, что и при-
пуски для поковок, получаемых на штамповочных молотах.
Величину припусков для поковок, штампуемых на кривошип-
ных ковочно-штамповочных прессах, рекомендуется определять
по табл. 29.
Яопуски на поковки, напуски, наметки и плены определяют
по той же методике, что и для молотовых поковок.
117

Таблица 29
Лрипуски вмм на обработку поковок, штампуемых на прессах
Линейные размеры поковок (диаметр, длина и т. д.) в мм
Масса
ПОКОВКИ
в кг
260 — 360 360 — 500
50 — 120
1 20 — 180
180 — 260
До 50
0,25 — О, 63
0,63 — 1,6
1,6 — 2,5
2,5 — 4,0
4,0 — 6,3
6,6 — 10,0
П р и м е ч а н и е. Цифры каждой первой строки соответствуют припускам на
поковки, штампуемые по 1-му классу, второй строки по 2-му классу и третьей строки
по 3-му классу точности.
Штамповочные уклоны
при штамповке на прессе
принимают по ГССТу
7505 — 55: при наличии вы-
талкивателей внешние ук-
лоны 3 — 5', внутренние
7', без выталкивателей
внешние 7', внутренние
о
Рис. 79. Обработанная деталь зубчатого
колеса:
1 — исходная база механической обработки
Пример составления черте-
жа поковки. На рис. 79 приве-
ден чертеж обработанной дета-
ли (зубчатого колеса).
асса штампованной поковки
Поковку изготовляют без отверстия. М
7 кг.
Припуски на обработку принимают по табл.
2,4 ~0,3=2,7 для диаметра
27+03=30»»
2,3 по высоте
2,3+0,3 = 2,б»»
2,4+0,5=2,9»»
29 (в мм):
80 мм (~4),
190» (~4),
22» (73),
22» (~4),
53» (~~ 7).
Ц.1тамповочные уклоны принимают равными 3'.
118
0,7
1,1
1,4
0,9
1,3
1,7
1,0
1,5
2,0
1,2
1,7
2,2
1,5
1,9
2,5
I,б
2,1
2,8
0,8
1,2
1,6
0,9
1,4
1,9
1,1
1,6
2,2
1,2
1,8
2,4
1,5
2,0
2,7
1,7
2,2
3,0
0,8
1,4
1,8
1,0
1,6
2,1
1,1
1,8
2,4
1,3
2,0
2,6
1,6
2,2
2,9
1,8
2,4
3,2
0,9
1,5
2,0
1,1
1,7
2,3
1,2
1,9
2,6
1,4
2,1
2,8
1,7
2,3
3,1
1,8
2,5
3,4
1,0
1,7
2,3
1,2
1,9
2,6
1,3
2,1
2,9
1,5
2,3
Я,I
1,8
2,5
3,4
1,9
2,7
3,7
1,2
2,0
2,7
1,3
2,2
3,0
1,5
2,4
З,З
1,б
2,6
3,5
1,9
2,8
3,8
2,1
3,0
4,1

'Допуски (в мм) на размеры приняты по ГОСТУ 7505 — 55:
+2,3
для диаметра
— 1,4
196 м~о
~2,0
— 1,1
2,0
— 1,1
&g ; gt;
+ 1,3
— 2,2
1,9
»
— 1,0
» 27»
~07»
&g ;& t 35 и
по глубине кольцевой выемки 10 5»
1,0
— 1,9
80»
160»
Радиусы скругления внешних углов 3,5 мм; смещение по разъему штампа
1,2 мм; облой по периметру среза 1,5 .им; коробление фланца диаметром
196 мм не более 0,6 мм.
Составленный по этим данным чертеж поковки показан на рис. 80.
ф19б ' ~'~
Рис. 80. Поковка зубчатого колеса:
— исходная база механической обработки
ф 27. КЛАССИФИКАЦИЯ РУЧЬЕВ ШТАМПА
Для кривошипных ковочно-ш там повочных прессов исполь-
зуют сборные штампы (рис. 81). Сборный штамп состоит из па-
кета (обоймы или башмака) и нескольких ручьевых вставок.
Ручьевые вставки в зависимости от конструкции поковок бывают
призматическими или цилиндрическими. Нижние пакеты имеют
направляющие колонки (расположенные с задней от рабочего
стороны штампа), по которым во время штамповки движутся
втулки верхнего пакета.
Чтобы ускорить смену и наладку штампов, пакеты и вставки
унифицируют по размерам и изготовляют с высокой степенью
точности в соответствии с техническими условиями, что обеспе-
119

чивает полную взаимозаменяемость пакетов и вставок одного
размера. Благодаря такой конструкции пакетных штампов на-
Рис. 81. Расположение ручьевых вставок в пакете штампа:
а — нижний и б — верхний штампы; 1 — гибочный, 2 — черновой, 8 — чистовой
ручьи
ладку можно осуществлять до их установки на пресс — на скла-
де штампов. Пакеты и необходимые для данной поковки ручье-
вые вставки тщательно
проверяют и очищают от
грязи. Затем вставки уста-
г
навливают в пакеты, ук-
репляют и выравнивают с
помощью подкладных
плит, прокладок, упорных
ЮФО планок, прихватов и бол-
R40 тов.
При изготовлении по-
~0 ковок штамповкой и вы-
~б
давливанием применяют
заготовительные и штам-
повочные ручьи.
1~ заготовительным
— ручьям относятся пере-
жим ной, гибочный, фор-
мовочно-прошивной и для
осадки и расплющивания.
K штамповочным ручь-
Рис. 82. Пережимной ручей
ям относятся предвари-
тельный для штамповки,
предварительный для выдавливания, окончательный для штам-
повки и окончательный для выдавливания.
120

Пережимной ручей (рис. 82) предназначен для передачи ме-
талла вдоль оси заготовки. Это сопровождается увеличением дли-
ны заготовки и незначительным уширением ее в месте пережима.
Применение пережимного ручья приводит к некоторому пере-
распределению и экономии металла.
Гибочный ручей (рис. 83) предназначен для изгиба заготов-
ки в соответствии с конфигурацией плана поковки, при этом про-
исходит незначительное осевое перемещение металла.
Осадку исходной заготовки
производят на площадке (рис. 84).
Осадка иногда сопровождается
незначительным выдавливанием и
применяется при штамповке в то-
рец поковок группы 1.
Формовочно-прошивной ручей
служит для придания заготовке
формы, которая бы позволила
Рис. 83. Гибочный ручей
Рис. 84. Площадка для осадки
121
легко центрировать ее в предварительном или в окончательном
ручье (рис. 85).
Штамповочные ручьи — предварительный и окончательный
(рис. 86) имеют то же назначение, что и ручьи молотовых
штампов.
Миогоштучиая штамповка. Для поковок относительно неболь-
шой массы применяют многоштучную штамповку, которая зна-
чительно увеличивает производительность.
При многоштучной штамповке фигуры ручья для некоторых
поковок расположены последовательно одна за другой (цепоч-
кой) (рис. 87). Для лучшего использования штамповочных вста-
вок при штамповке мелких поковок фигуры располагают в две
линии, при этом образуются два окончательных ручья. Приме-
няют многоштучную штамповку с поперечным расположением
фигур.
При проектировании окончательного ручья серьезным вопро-
сом является выбор формы и размеров облойной канавки.

Э !
И ° Э °
° ° !
° ° ! °
° ° Ф
в
° °
° ~ э ° ° Ю ° °
° ° ° ° в в 4 !
° е
Ф °
р~ /
ф 0 /
ф
~~Ь Э=.(
~ея~
~~~Иф
1Ь
Э ° ! ° ° ° ! в'
° ° ! Ф ° Э
ИЭ
ah и

Толщина облойного мостика должна быть равна зазору меж-
ду плоскостями верхнего и нижнего штампов с учетом величины
пружинения пресса при штамповке.
На рис. 88 приведены три формы канавки для аблая.
г
Рис. 88. Формы канавок
для облоя:
а — !; б — II; в — I! I
ие меня
Форма 1 — основная, магазин канавки открыт с одной сто-
роны и может быть расположен сверху или снизу, в зависимости
от расположения обрезного пуансона.
Форма II — магазин канавки полуоткрыт, применяют для
уменьшения механической обработки в тех ручьевых вставках,
в которых кромка ручья значительно удалена от края вставки.
Таблица 80
Размеры канавки для облоя (см. рис. 88)
Наименьшая глубина ручья Н в мм
Размеры канавки в мм
Усилие
пресса
в Мн
до 10 до 30 до 60 свыше 60
Радиус закругления r в мм
0,5
0,5
1,0
1,5
1,5
123
6,3
10
16
20
25
31,5
40
63
80
100
1 — 1,5
1 — 2
2 — 2,5
2,5 — 3
2,5 — 3
3,5 — 4
3,5 — 4
4 — 5
5 — 6
6 — 7
5 — 6
6 — 7
6 — 7
6 — 8
6 — 8
8 — 10
8 — 10
9 — 11
11 — 12
12 — 14
5
6
6
6 — 8
6 — 8
8
8
10
12
15
15
15
20
20
20
25
25
25
30
30
1
1
1,5
2
2
2,5
2,5
1,5
1,5
2
2,5
2,5
3
3
4
5
2,5
3
3
4
4
5
6
8

Форма Ш вЂ” с двусторонним открытым магазином, приме-
няют только в тех случаях, когда на поковках имеются участки
со значительным избытком металла, выдавливаемым в облай.
Размеры канавки для аблая (рис. 88) приведены в табл. 30.
ф 28. ВЫБОР ПЕРЕХОДОВ ШТАМПОВКИ, ПРОФИЛЯ
И РАЗМЕРОВ ИСХОДНОЙ ЗАГОТОВКИ
Поковки группы I. Во всех случаях штамповки в торец дли-
на L заготовки не должна превышать 2,8d (d — диаметр заго-
товки). При резке заготовки на ножницах получающийся косой
срез обусловливает применение отношения L d = 1,6 —: 2,2.
Поковки группы 1 при штамповке на прессе изготовляют в
одном, двух или трех ручьях. Необходимость применения двух
ручьев и более вызывается незаполнением полости штампа и
повышенным находом металла в облай. Количество ручьев, не-
обходимых для качественного изготовления поковок, зависит от
профиля и соотношения размеров отдельных частен поковки,
способствующих или препятствующих течению металла в нуж-
ном направлении.
Штамповку поковок, изготовляемых осадкой (рис. 80), про-
изводят, как правило, без.заготовительных ручьев.
При штамповке поковок, аналогичных по форме, с осадкой и
выдавливанием и при наличии глубоких наметок появляется не-
обходимость в заготовительных ручьях.
Поковки, имеющие ступицу (рис. 89) целесообразнее штам-
повать в три перехода: осаживание, предварительная и оконча-
тельная штамповки.
Предварительный ручей должен обеспечить заполнение коль-
цевых участков поковки при отсутствии зажимов. QpoMe того,
все ручьи штампа должны обеспечивать надежную фиксацию
исходной заготовки и переходов, а предварительный ручей—
максимальную нагрузку при деформировании металла для повы-
шения стойкости окончательного ручья.
Определению размеров исходной заготовки должен предше-
ствовать расчет ее объема по формуле
V„,= (V„yV,)
где V„— объем поковки, определяемый как сумма объемов эле-
ментарных геометрических фигур, из которых состоит
поковка;
V, — объем аблая, определяемый как произведение пери-
метра среза на площадь сечения аблая оптимальных
размеров;
х — угар в О/О от массы поковки с облаем.
Заготовки применяют из сортового проката круглого или
квадратного профиля.
124

Расчетный диаметр исходной заготовки находим по формуле
3
D =108
V
заг
1
m
расчетная сторона квадрата исходной заготовки
~гаг
Э
m
где т — значение отношения длины к диаметру или стороне
квадрата (рекомендуется брать 1,6 — 2,2).
НеогОВвуенные штаипо8счные укпоны 5'
д)
Ялину заготовки определяют по формуле
~гаг
уаг—
$3@8
где S„, — площадь поперечного сечения заготовки.
Поковки группы И. Поковки, имеющие удлиненную ось (см.
рис. 78), можно штамповать в один, два или три перехода.
За один или два перехода штампуют мелкие поковки, рас-
положенные по нескольку штук в одном окончательном ручье,
125

и поковки средних размеров с небольшой разницей в размерах
сечения.
Предварительный ручей для поковок типа, показанного на
рис. 90, отличается от окончательного ручья более плавными
Рис. 90. Переходы при' штамповке поковок с удлиненной
осью и с большой разницей величины сечений:
а — штамповка в предварительном и б — в окончательном ручь-
ЯХ
Кру~см пв внутреннему
контуру
Рис. 91. Расположение в ручьевой вставке поковок, имеющих развилину
внутренними закруглениями и таким построением сечения пере-
хода, при котором высота ручья больше ширины на величину
зазора а между вставками, а горизонтальные размеры высту-
пов m меньше соответствующих размеров поковки на 1 — 2 мм.
Аналогично построение предварительного перехода и в тех слу-
чаях, когда поперечное сечение поковки не является окруж-
ностью. Поковки сравнительно небольшой длины с удлиненной
126

осью, имеющие на конце развилину (рис. 91), устанавливают в
штампе по две штуки и штампуют в два или три перехода.
Спаривание этих поковок повышает производительность
штамповки, однако может привести к появлению зажима с вну-
тренних сторон развилин. Чтобы избежать появления зажимов
в окончательном ручье, внутри развилин сделана выемка для
размещения избытка металла. Полость предварительного ручья
отличается по высоте и, незначительно, по размерам в плане от
полости окончательного ручья.
Площадь сечения исходной заготовки при штамповке поковок
удлиненной формы, у которых незначительно отличаются раз-
меры площадей поперечных сечений, определяют по формуле
~ààà
~зонг
где S„, — площадь сечения заготовки;
Г„,— объем заготовки; определяется так же, как объем
поковок группы I;
~заг длина заготовки.
Ялику заготовки l, следует выбирать исходя из того, чтобы
она хорошо укладывалась в ручей штампа и перекрывала от-
дельные впадины, но была бы меньше длины штамповочного
ручья.
Поковки, у которых площади поперечных сечений вдоль глав-
ной осй значительно отличаются друг от друга, относятся к груп-
пе III (см. рис. 78).
В тех случаях, когда штамповку таких поковок производят
по две штуки, располагая их в ручье штампа «валетом», пло-
щади поперечного сечения мало отличаются друг от друга. При
этом поковки могут быть отнесены к группе II (см. рис. 78). При
таком расположении двух поковок они представляют собой как
бы одну яоковку с удлиненным стержнем и небольшой разницей
поперечных сечений. Поэтому весь расчет производят относи-
тельно той поковки, конфигурация которой получена в резуль-
тате одновременной штамповки двух поковок. Таким способом
может быть изготовлен, например, шатун автомобильного дви-
гателя (рис. 92). За второй переход производят штамповку в
предварительном ручье 2 и за третий переход — в окончательном
ручье 8.
Использование предварительного ручья является обязатель-
ным также и для устройства рассекателя между отдельными фи-
гурами и обеспечения плавных переходов и закруглений, что по-
зволяет улучшить условия заполнения полости окончательного
ручья. Площадь сечения. заготовки определяют по формуле
S„,= (S„+S,}
127

где S„— наибольшая площадь поперечного сечения совокупно-
сти двух поковок;
S, — сечение облоя в указанном сечении;
х — угар металла в % от суммы сечений.
Ялика заготовки определяется по формулам, приведенным
выше.
Поковки группы Ill (см. рис. 78) характеризуются значи-
тельной разницей размеров площадей поперечных сечений вдоль
главной оси поковки, что обусловливает применение протяжных
или подкатных ручьев согласно диаграмме на рис. 52.
Рис. 92. Расположение поковок «валетом& t в ру ье шта па Ђ” мно
штучная штамповка с поперечным расположением:
1 — пережим; 2 — штамповка в предварительиом и 8 — в окончательном
ручьях; 4 — обрезка облоя
Применение протяжных и подкатных ручьев на прессе зна-
чительно снижает производительность и затрудняет перераспре-
деление металла. Для успешной штамповки поковок этой груп-
пы на прессе необходимо, чтобы площади поперечных сечений
заготовки были приближенно равны суммарным площадям по-
ковки с облоем, т. е. соответствующим площадям расчетной за-
готовки (см. рис. 49 — 51).
Такую заготовку .можно изготовить различными способами:
профилированием ее на ковочных вальцах консольного типа; вы-
садкой на горизонтально-ковс~чной машине; выдавливанием на
прессе; изготовлением заготовки переменного сечения на стане
периодической прокатки.
Поковки можно изготовлять комбинированным способом вы-
садкой на горизонтально-ковочной машине с последующей штам-
повкой на прессе или штамповкой на прессе с последующей де-
формацией заготовки на горизонтально-ковочной машине и т. д.
128

Рис. 93. Расположение поковок с изогнутой ли-
нией разъема в Окончательном ручье
Размеры исходной заготовки для поковки, изготовляемой ком-
бинированным способом, рассчитывают применительно к обору-
дованию, на котором будет осуществляться штамповка отдель-
ных ее элементов.
Одним из рациональных и весьма эффективных способов под-
готовки заготовок для штамповки поковок группы III, а являет-
ся выдавливание на прессе. Заготовку выдавливанием получают
в ручьевой вставке, расположенной в одном пакете с ручьями
для штамповки. В этом случае процесс выдавливания и штам-
повка осуществляются с одного нагрева. Стержень поковки груп-
пы Ш, а обычно имеет круглое сечение и получается выдавли-
ванием по размеру по-
ковки. Получаемая го-
ловка цилиндрической
формы имеет объем,
равный объему головки
поковки, с учетом отхо-
да на облай и угар ме-
талла.
При расчете сечения
заготовки учитывают
увеличение диаметра
исходной заготовки на участке приемника, применяемой для вы-
давливания матрицы.
Длину заготовки определяют по приведенным выше форму-
лам, исходя из требуемого ее объема.
Поковки группы ЪЧ требуют криволинейного разъема штам-
па или имеют главную ось, изогнутую в плане настолько, что
необходимо применение гибочного ручья (см. рис. 78).
Например, для поковок с изогнутой осью, но с незначитель-
ной разницей сечений применяют следующие переходы: гибку,
предварительную штамповку и окончательную штамповку.
У заготовок для поковок, требующих сильного пережима при
гибке, наблюдается защемление в местах пережима и вытяжка
ее между ними; при этом за длину расчетной заготовки L„,
следует принимать сумму длин участков без вытяжки и участков
с вытяжкой в процессе гибки.
Для устранения сдвига верхнего штампа относительно ниж-
него при неуравновешенном замке целесообразно спаривать по-
ковки (рис. 93). Если это осуществить невозможно, применяют
штамп с замком и контрзамком.
При построении замков зазоры между плоскостями разъема
прессовых штампов принимают равными толщине а аблая. Рро-
ме того, по вертикали величина зазора б в замках должна быть
не меньше толщины а мостика аблая. При этом необходимо учи-
тывать угол а наклона:
9»~» 401
sinu
129

Поковки, имеющие главную ось, изогнутую в плане, и значи-
тельное различие площадей поперечных сечений; штампуют, как
правило, в три перехода — гибка, предварительная штамповка
и окончательная штамповка (не считая операции профилирова-
ния заготовки).
Промежуточную заготовку переменного сечения получают
вальцовкой, выдавливанием или высадкой, причем ее форму и
размеры устанавливают исходя
из расчетной заготовки, постро-
енной по развертке поковки.
На рис. 94 показаны пере-
ходы при штамповке кривоши-
па передней подвески автомо-
биля.
Поковку для указанной це-
о ., . ли изготовляют из заготовки,
предварительно подготовлен-
р) ..- :, ной на горизонтально-ковочной
машине путем комбинирования
вальцовки с высадкой. Затем
на кривошипном ковочно-штам-
~еК~~
повочном прессе производят
г) (рис. 94) гибку, предваритель-
ную и окончательную штам-
повку. Облай обрезают на об-
резном прессе.
Поковки группы V (см.
рис. 78) изготовляют выдавли-
ванием. Выдавливание являет-
е)
ся одним из прогрессивных тех-
Рис. 94. Переходы при штамповке нологических пооцессов куз-
кривошипа передней подвески авто- нечнО ~TaM~o~o'IHo~o ~pon3
мобиля: водства.
а — вальцовка и высадка; б — гиб- По сравнению с обычной
кй; 8 — предварительная и г — оконча-
° а
тельная штамповка; д готовая поков- ШТЯМПОВКОИ На ПаРОВОЗДУШНЫХ
ка; е — облой штамповочных молотах этот
метод обеспечивает повышен-
ную пластичность металла и часто лучшее его распределение,
что позволяет изготовлять поковки из малопластичных высоко-
прочных сталей и производить обработку с наименьшими отхо-
дами металла.
B зависимости от направления истечения металла различают
процессы прямого и обратного выдавливания. При прямом вы-
давливании истечение металла происходит через матрицу в на-
правлении движения пуансона (рис. 95). При обратном выдав-
ливании металл течет в направлении, обратном движению пуан-
сона (рис. 96).
На практике также применяют комбинированное выдавли-
130

вание, при котором металл течет в прямом и обратном направ-
лениях (рис. 97).
Последовательные стадии а, б, в процесса прямого выдавли-
вания показаны на рис. 95. Исходную заготовку 1 устанавли-
вают в приемнике 2 над матрицей 3, имеющей сквозное отвер-
g) Г) Ф)
Рис. 95. Последовательные
стадии (а, б и в) процесса
прямого выдавливания
Рис. 96. Последовательные
стадии (а, б и в) процесса
обратного выдавливания
стие (очко) диаметром dp. Диаметр заготовки Р„, обычно мень-
ше диаметра приемника Ро, благодаря чему в начале деформи-
рования (рис. 95, а) происходит осаживание заготовки, которое
сопровождается незначи-
тельным выдавливанием
металла в полость очка. — — 1
Далее (рис. 95, б) проис-
ходит заполнение полости
приемника; при дальней-
2
шем движении пуансона 2
металл течет в очко, об-
5
разуя стержень диамет- 1
ром dp. В результате пря-
мого выдавливания полу- а) б)
чают поковку, состоящую
из утолщеннои части и
стержня меньшего сече- Рис. 97. Схема
ния. комбинирован-
Последовательные ста- ного выдавли-
дии а, б, в деформирова-
ния заготовки в процессе
обратного выдавливания показаны на рис. 96. При комбиниро-
ванном выдавливании (рис. 97) получают поковку с двумя стерж-
нями одинаковой или различных форм. Форма поперечного сече-
ния части поковки, образованной выдавливанием, зависит от фор-
мы очка инструмента.
Если деформации подвергают заготовку с предварительно
прошитым отверстием, то получаемая поковка имеет вид полого
9* 133
Рис. 98. Получение мето-
дом выдавливания полой
детали:
а — прямым и б — обрат-
ным процессами; 1 — пуан-
сон; 2 — матрица; 8 — оп-
равка; 4 — прйемник

стержня с прошитым утолщением. В этом случае также разли-
чают прямой (рис. 98, а) и обратный (рис. 98, б) процессы вы-
давливания.
Степень деформации и скорость истечения металла из очка
матрицы оказывают существенное влияние на процесс истечения
при штамповке поковок выдавливанием.
Для учета этих факторов необходимо принимать во внима-
ние следующие параметры процесса истечения:
коэффициент вытяжки
коэффициент обжатия
1
(p е
F Х
степень деформации или относительное обжатие
ф= =1 — — =1 ——
F F Х
или
ф = 100%,
F
где F — площадь поперечного сечения приемника;
f — площадь поперечного сечения очка матрицы или стерж-
ня, получаемого выдавливанием.
При штамповке выдавливанием величина ~ составляет
15 — 95%.
Скорость истечения металла из очка матрицы определяют по
формуле
где о — скорость движения пуансона, равная скорости рабочего
хода ползуна пресса.
При изготовлении поковок выдавливанием необходимо со-
блюдать следующие условия.
Создавать резерв в полости штампа (дополнительный объем
полосы) для компенсации нестабильности объемов, которая вы-
зывается изменением размера профиля исходной заготовки, объ-
ема полости штампа вследствие износа и величиной угара при
нагреве. Этот резерв должен заполняться в последнюю очередь„
гарантируя пресс от заклинивания, и находиться в такой части
поковки, в которой можно удалить отрезкой образовавшийся
лишний припуск на поковке (рис. 99).
В отдельных случаях необходимо предусмотреть в поковке
уклоны, позволяющие удалить ее из штампа, при этом исполь-
132

зуют величину хода выталкивателя стандартного пресса
(рис. 100). Ход h выталкивателя пресса должен быть больше
размера h&g ;. Проц сс выдавлива ия дол ен сопровождат
смазкой и охлаждением инструмента.
Прямым выдавливанием изготовляют стержневые поковки
(см. рис. 78), имеющие на одном конце утолщение (группа V, а—
клапаны толкателя и пр.). Для большинства подобных поковок
применяют два перехода. 3а первый переход происходит образо-
вание стержня преимущественно за счет операции выдавливания
и лишь незначительного осаживания заготовки в начальной ста-
дии деформации. 3а второй переход происходит окончательная
Рис. 99'. Излишек металла, ко-
торый образуется при прямом
и обратном процессах выдавли-
вания:
Рис. 100. Величина хода выталки-
вателя для удаления поковки
из штампа
а — излишек
штамповка утолщенной части поковки сопровождающаяся не-
значительным выдавливанием металла в очко матрицы и удли-
нением стержня на небольшую величину. Для менее точных по-
ковок простой конфигурации применяют процесс в один переход.
Головка поковок может быть получена осадкой или одновре-
менно осадкой и выдавливанием.
Форму и размер профиля исходной заготовки выбирают ис-
ходя из требуемого объема заготовки 1'„„допустимого соотно-
шения ее высоты и диаметра и допустимого зазора между заго-
товкой и приемником в первом ручье.
При выдавливании трение о стенки штампа тормозит тече-
ние наружных слоев деформируемого металла, поэтому конец
круглого стержня, полученного выдавливанием, будет выпуклым
(если штамп не имеет ограничений). При выдавливании прямо-
угольного стержня (рис. 101, б) такое торможение течения на-
ружных слоев будет наибольшим в углах, а при выдавливании
фигурного профиля (рис. 101, в) торможение будет наибольшим
в местах стержня с минимальной толщиной (размер 1). При
значительных поперечных размерах стержня отставание наруж-
ного слоя 1 может привести к появлению брака в поковке. Чтобы
133

избежать этого, в полости матрицы на высоте, обеспечивающей
получение нужной длины L стержня, предусматривается упор,
который затрудняет дальнейшее течение металла вдоль полости
и сохраняет заданный объем заготовки.
г)
Рис. 101. Форма стержня поковок, изготовленных прямым
выдавливанием:
а — круглая цилиндрическая; б — прямоугольная; в — фигур-
ная; г — круглая конуская
Рис. 102. Изготовление поковки поворотного кулака комбинированным
выдавливанием:
а — заготовка; б — осадка и частичное получение хвостовика прямым выдавлива-
нием; в — штамповка головки в предварительном ручье; г — окончательная штам-
повка; д — обрезка облоя (на обрезном прессе)
При двустороннем выдавливании (в матрицу и пуансон) наи-
большая длина выдавленного стержня располагается внизу, если
конструкцией пресса предусмотрено, что ход нижнего выталки-
вателя больше хода верхнего.
Поковки группы V (см. рис. 78) типа поворотных кулаков
изготовляют комбинированным выдавливанием за три перехода
(рис. 102). За первый переход заготовку осаживают, за второй
частично выдавливают хвостовик и оформляют начерно головку.
134

В третьем переходе металл течет в прямом и обратном направ-
лениях, при этом окончательно оформляется хвостовик и голов-
ка поворотного кулака. Для поковок указанных групп диаметр
исходной заготовки определяют по приведенной выше формуле.
Поковки с отростками (рис. 103 и см. V, б на рис. 78) изго-
товляют комбинированным выдавливанием с последующей штам-
повкой в ручье открытого типа. За первый переход производят
осадку на осадочной площадке штампа (рис. 04, а), за второй
переход — набор металла под фланец, боковое выдавливание от-
ростка и прямое выдавливание стержня в закрытом ручье
(рис. 104, б и в). За третий переход осуществляют штамповку
в открытом ручье (рис. 105), в котором поковке придают
окончательную форму; излишек металла выдавливается в
облой.
Размеры исходной заготовки для подобных поковок опреде-
ляют по тем же формулам, что и для поковок Ч, а на рис. 78.
Поковки V, б (см. рис. 78) типа крестовин и с двусторонним
утолщением штампуют за один или два перехода. За первый
переход производят осадку заготовки (если такая операция не-
обходима), за второй — осадку с одновременным боковым вы-
давливанием.
Осадку с одновременным боковым выдавливанием осущест-
вляют в разъемных штампах (V, б).
Поковки типа крестовин штампуют на прессах двойного дей-
ствия или в штампах с горизонтальным разъемом. Поковки с
двусторонним утолщением штампуют на прессах с боковым пол-
зуном или в штампах с разъемом (рис. 10б).
При изготовлении поковок боковым выдавливанием в местах
разъема штампа получается тонкий облай, который затем обре-
зают. Диаметр заготовки подбирают исходя из того, чтобы она
с зазором 0,5 — 1,0 мм на сторону могла разместиться в ручье
штампа при сомкнутом положении матриц. Длину заготовки
определяют исходя из необходимого объема с учетом отхода ме-
талла в облай и на угар.
Поковки типа полых стаканов (V, в, см. рис. 78) изготовляют
на кривошипном прессе за два перехода. При этом как правило
используют заготовку квадратного сечения, длина которой долж-
на не превышать четырехкратного размера стороны квадрата.
Поковки полые с фланцем (V, в) изготовляют за четыре пере-
хода (рис. 107).
Поковки типа вилок с полым стержнем (V, в, см. рис. 78) из-
готовляют также за три перехода. В первом ручье производят
осадку заготовки с выдавливанием выступа, во втором ручье—
расплющивание заготовки по форме поковки (в плане), в треть-
ем — прошивку с одновременным выдавливанием. полого стерж-
ня и формовку вилки.
Диаметр заготовки для поковок V, в выбирают исходя из то-
го, чтобы получить минимальный зазор (1 — 2 мм) между
135

136
Рис. 103. Поковка (горячая)
с развитым отростком
Рис. 105. Окончательный ручей
штампа для поковки, приведенной
на рис. 103:
1 — верхняя рабочая вставка;
2 — нижняя вставка; 8 — толка-
тель; 4 — открытый разъем
Рис. 104. Заготовительный и предва-
рительный переходы:
а — исходная и осаженная заготовки;
б — предварительный переход; 8
предварительный ручей закрытого типа;
1 — заготовка
Рис. 10б. Рабочие детали штампа для штам-
повки червяка:
1 — разъемная матрица; 2 — тол катель; 8
клемма; 4 — пуансон

приемником матрицы и заготовкой при ее укладке в первом
ручье штампа. Ялину заготовки определяют так же, как и в пре-
дыдущих случаях, исходя из ее объема.
/7ереход /
dj
Переход /7
й')
Переход ///
— М~7
Рис. 107. Переходы при штамповке выдавливанием поковки
цапфы поворотного кулака грузового автомобиля на криво-
шипном ковочно-штамповочном прессе:
а — осадка; б — формовка; в — просечка и выдавливание; г—
окончательная штамповка
В 29. ОЛРЕДЕЛЕНИЕ УСИЛИЯ ШТАМЛОВКИ И ВЫБОР ЛРЕССА
Кривошипные ковочно-штамповочные прессы характеризуют-
ся максимально допускаемым усилием (в Мн) в конце хода пол-
зуна. При штамповке максимальное усилие создается в окон-
чательном ручье в момент окончания процесса деформации ме-
талла, когда поковка приобретает наибольшие размеры в плане,
а излишек металла образует облай. Так как окончательный ру-
чей выполнен по размерам поковки, то необходимое усилие прес-
са можно определить исходя из ее размеров по формуле
Р= дРа„
137

где Р— расчетное усилие пресса в Мц;
о, — предел прочности штампуемого металла при темпера-
туре окончания штамповки в Мн/м2.
При штамповке с облаем величину q для круглых в плане по-
ковок определяют по формуле [91
,)=8~) — O,OO)D„)(1,1+ "
и
для поковок, некруглых в плане,— по формуле '
q =8 (1 — 0,00)Р„„) (1,1 + 1+ 0,1
~арив
и. ср
где D„— диаметр (максимальный) круглой в плане поковки
В AfAfi
Ра
В.р = " — средняя ширина поковки в плане в мм;
~л
F„— площадь проекции поковки (без облоя) на плоскость
разъема штампов в мм' при определении В и в м' при
определении Р;
L„— максимальный габаритный размер некруглой в плане
ПОКОВКИ В ММ;
D„„„, = 1,13~ F„— приведенный диаметр поковки, имеющей в
плане некруглую форму, в мм.
Определив расчетные величины Р, следует выбрать по ката-
логу пресс, выпускаемый промышленностью, величина усилия
которого ближе всего подходит к расчетной.
Пример, Определить усилие пресса.
На рис. 108 показана поковка рычага, для штамповки которой следует
выбрать пресс.
Рис. 108. Штампованная поковка рычага
Площадь поковки в плане
F 7780 'мм~ = 0,00780 м';
приведенный диаметр
D„p„~ — — 1,13 ~ F„= 1, 13 ~7780 = 100 мм;
максимальный габаритнык размер
L„= 150+18+25 = 193 мм;
' В указанных формулах (1 — 0,001 Р„) )~ 0,7.
138

средняя ширина поковки в плане
F~ 7780
Вп — — — 40,3 мм;
~п 193
предел прочности при температуре конца штамповки для стали 45
а,=65 Мя/ма (6,5 кГ(мма).
Определяем величину д:
Lå
и. ср
q = 8(I — о, юю~п„,„,) (1,1+
20
1+ 0,1
~прие
20
=8(1 — 0,001 100) 1,1+ — 1+0,1
100
Определяем усилие пресса
P=qFo',=17 0,00778 65 = 8,6 Мн (860 Т).
По каталогу выбираем ближайший больший по усилию пресс. Им ока-
зался пресс усилием 10 Мя (1000 Т), выпускаемый промышленностью.
Усилие в Мн штамповки выдавливанием (в момент истечения металла)
определяем по приближенной формуле [39]
Р = Ч~~в
D
где q =К вЂ” — 0,8
И
К = 12,5 при штамповке на кривошипных ковочно-штамповочных прес-
сах с числом ходов в минуту меньше 30 — 40;
К = 15 — то же, но с числом ходов в минуту больше 30 — 40;
D — диаметр утолщенной части заготовки, полученной после выдавли-
вания, в мм;
d — диаметр стержня, полученного выдавливанием, в мм;
а, — предел прочности при температуре штамповки в Мн)м2;
F — площадь проекции утолщенной части заготовки на плоскость, перпен-
дикулярную направлению деформирующего усилия, в м2.
ф 30. КОНСТРУИРОВАНИЕ ОСНОВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ШТАМПА
Особенности конструкций прессовых штампов. Отсутствие ди-
намического воздействия при работе кривошипного ковочно-
штамповочного пресса позволяет применять сборные штампы,
которые имеют существенное преимущество перед молотовыми
штампами. Наименьшей стойкостью обладает окончательный
ручей, который при сборной конструкции штампа может быть
заменен другим при сохранении остальных его ручьев и
деталей.
Следует также учитывать, что в сборных штампах только
ручьевые вставки изготовлены из легированных инструменталь-
ных сталей, остальные детали изготовлены из обыкновенной
конструкционной стали. Сборный штамп состоит из державки,
в которой смонтирован набор необходимых ручьевых вставок.
Яержавка находится в эксплуатации продолжительное время и
139

иногда используется для монтажа в ней ручьевых вставок для
различных поковок, если габаритные размеры вставок являют-
ся одинаковыми. Державки составляют пакет штампа (нижний
башмак, верхний башмак, направляющие колонки и втулки, а
также детали крепления). Помимо ручьевых вставок, в пакете
расположена рычажная система, связанная с выталкивателем
"0
Рис. 109.,0ержавка для призматиче-
ских ручьевых вставок с усиленным
боковым креплением:
1 — плитка нижняя; 2 — нижний и 3—
верхний башмаки; 4 — плитка верхняя;
5 — втулка; б — колонка; 7 — кулак
верхнего толкателя; 8 — верхние и 9
нижние прихваты; 10 — кула к нижнего
толкателя; 11 — призматические ручье-
вые вставки
пресса и воздействующая на поковку при ее выталкивании ив
штампа.
Наибольшее распространение получили пакеты для призма-
тических и круглых ручьевых вставок.
На рис. 109 приведен пакет штампа под пресс усилием
16 Мн (1600 Т) для призматических ручьевых вставок.
В нижний и верхний башмаки вмонтированы подкладные
плитки и упорные планки. Каждая ручьевая вставка прижи-
мается своим прихватом. Горизонтальная фиксация вставок
осуществляется посредством болтов, которые прижимают встав-
ки к боковой планке.
В башмаках расположены рычажные системы нижнего и
верхнего выталкивателей. Нижний башмак по отношению к
140

верхнему фиксируется посредством колонок и втулок. Башмаки
крепят к столу и ползуну пресса болтами.
При проектировании сборных штампов рекомендуется пре-
дусматривать в каждой вставке только один ручей, плоскости
же разъема ручьевых вставок при штамповке не должны схо-
диться на величину зазора, равную толщине аблая.
1 2
Рис. 110. Сечения окончательных ручьевых вставок
Полости ручьевых вставок следует конструировать на
основе размеров и конфигурации переходов штамповки.
Размеры предварительно-
го ручья 1 в горизонтальной „, , , „д @
плоскости должны быть
~3 /
меньше соответствующих
r
размеров окончательного
ручья 2 (рис. 110).
Предварительный и окон-
чательный ручьи для поко- V
вок с удлиненной осью изго-
1
товляют с учетом всех имею-
щихся указаний в чертеже
1
горячей поковки. Шерохова-
тость поверхности предвари-
тельного ручья соответствует
&l ;8 ли 8 мУ ~~а сУ ч~с~о ы. Р с. 1 1. Предваритель ый ру
Размеры предварительного
ручья (рис. 111) выполняют
с точностью, указанной в табл. 31 [55]. Полость окончательного
ручья (рис. 112) должна быть тщательно отполирована; размеры
полости лимитируются допусками, приведенными в табл. 32.
Опорные плоскости нижней и верхней вставок должны быть стро-
го параллельны. В собранном виде при соприкосновении вставок
по плоскости разъема допускается непараллельность в пределах
до 0,03 мм на 100 мм длины. Типовые ручьевые вставки для по-
ковки коленчатого вала (рис. 113) приведены на рис. 114 и 115.
141

Предварительный и окончательный ручьи для круглых в пла-
не поковок. Принцип построения предварительного ручья (диа-
метром Di) для поковки с центральным выступом (рис. 116)
заключается в создании формы, благоприятствующей затека-
нию металла в ступичную часть ручья.
ПЛОбнОСеь
ращение
Рис. 112. Окончательный ручей
Яля фиксации заготовки в центре нижнего ручья надо
сделать выемку, примерно равную диаметру заготовки. Основ-
ные размеры предварительного ручья должны отличаться от
размеров окончательного ручья:
R~ = (1,5 —: 2) R мм; Й, = Й+ (1,5 —: 5) мм и
Н,=Н+ (3 —:10) мм; d,=d — (0,5 —:1) мм,
где R, h, Н, d — соответствующие размеры окончательного
ручья;
R&g ;, l, Нь dl Ђ” соответствую ие разм ры предварительн
ручья.
Наличие газоотводящнх отверстий является обязательным,
если глубокая выемка в штампе перекрывается заготовкой.
142

Таблица 3I
Допуски на размеры фигур предварительного ручья ковочной вставки в мм
Номинальный размер
Размеры по рис. 111
N
Отклонения
Свыше
До
Пр им еч ан и е. N íàðóæíûå размеры; L глубина;  — внутренние размеры;
М вЂ” расположение фигур от оси.
Таблица 82
Допуски на размеры фигур окончательного ручья ковочной вставки в мм
Размеры по рис. 111
Номинальн-
ыйй размер
N L
Отклонения
Свыше До
О, 12 0,07
0,14 0,08
О, 17 0,10
0,20 0,12
0,23 0,14
0,07 0,12
0,080,14
0,10 0,17
0,12 0,20
0,14 0,23
0,07 0,0
0,08 0,0
0,10 0,10
0,12 0,12
О, 14 О;14
18
30
50
80
120
18
30
50
80
Построение предварительного ручья для поковки с наметкой
под отверстие состоит в конструировании формы, благоприят-
ствующей заполнению ступицы при отсутствии зажимов в месте
перехода вершины наметки к полотну поковки (рис. 117).
Условиями, обеспечивающими заполнение кольцевой полости,
которая образуется наметкой и ступицей, являются увеличение
в предварительном ручье (рис. 118) против окончательного
ручья (рис. 117) радиусов R и R) и угла а, уменьшение глубины
наметки h, наличие газоотводящих отверстий и стенок, ограни-
чивающих растекание металла в стороны.
143
18
30
50
80
120
180
260
360
500
630
18
30
50
80
120
180
260
360
500
630
800
0,24
0,28
0,34
0,40
0,46
0,53
0,60
0,68
0,76
0,90
1,00
0,12
0,14
0,17
0,20
0,23
0,26
0,30
0,34
0,38
0,45
0,50
0,12
0,14
0,17
0,20
0,23
0,26
0,30
0,34
0,38
0,45
0,50
0,24
0,28
0,34
0,40
0,46
0,53
0,60
0,68
0,76
0,90
1,00
0,12
0,14
0,17
0,20
0,23
0,26
0,30
0,34
0,38
0,45
0,50
0,12
0,14
0,17
0,20
0,23
0,26
0,30
0,34
0,38
0,45
0,50

О
hC
О
и
Ж
С4
М)
~;,,
Ъ
1
~~
Ю
~
~.~ "'~
~ ~
~ц ~с
8
~О
~ ~
~с
~~ ~
Ф~~
° I ° (;~
~ ц„
ф
О
О
:а
4
й'
Ж
Ю
О
И
О
О
6~
О
Ь~~

Рис. 114. Предварительный ручей поковки коленчатого вала
)() Заказ 401
145

Вил на нижнаа поподину штампа
Рис. 115. Окончательный ручей поковки коленчатого вала
146

При построении предварительного ручья (рис. 117 н 118)
следует исходить из соотношений
Н,=Н+ (2 —:5) мм;
R, = (1,2 —:2)R1,мм;
Я,= (2 —:3)Рмм;
h,=h — (2 —:5) мм;
а, = а+ (2' —:3') .
11редварительный и окончательный ручьи для поковок, изго-
товляемых выдавливанием. При штамповке за несколько перехо-
Рис. 117. Окончательный ручей для круг-
лых в плане поковок с глубокой
наметкой
Рис. 116 Предварительный ручей
для круглых в плане поковок
со ступицей
дов степень деформации заготовки в каждом нз ннх должна
быть распределена таким образом, чтобы было обеспечено
получение качественных по-
N"
ковок и возможно более вы-
сокая стойкость рабочих ча-
стей щтампа.
Типичным примером из-
готовления поковок выдав-
ливанием за два перехода
Ъ
может быть штамповка кла-
пана автомобильного двига-
телЯ (Рис. 119). ШтамповкУ Рис. 118. Предварительный ручей для
клапана производят из заго- круглых в плане поковок с глубокой
товки диаметром 19 мм и
длиной 36 мм.
Чертежом поковки клапана предусмотрен припуск на
стержне, равный 0,4 — 0,5 мм; обработка стержня шлифова-
нием требует соблюдения жесткого допуска (Я7,8 ц,в мм).
Диаметр стержня d в первом ручье (рис. 120) на 0,1 мм
меньше диаметра d2 во втором ручье (рис. 121). Для уменьше-
ния трения деформируемого металла о стенки матрицы (что
особенно важно при выталкивании) высоту «очка» Й выбирают
10» 147

Рис. 120. Предварительный ручей
для вцдавливания клапана:
Я вЂ” глазок и 2 — приемник матрицы
45'
Рис. 121. Окончательный ручей для
выдавливания клапана
а)
Рис. 122. Рабочий инструмент штампа для выдавлива-
ния клапана:
а — предварительный ручей; б — окончательный ручей

равной (0,8 —: 1)d (рис. 120), диаметр полости матрицы ниже
очка должен быть больше диаметра очка D на 0,25 — 0,15 мм,
переход от очка к полости большего поперечного размера дол-
жен быть плавным.
Высота приемника матрицы Н и Н~ (рис. 120, 121) должна
обеспечить заход пуансона в матрицу еще до момента его
соприкосновения с заготовкой в первом и во втором ручьях.
Угол наклона дна приемника (рис. 120) выбирают в пределах
45 — 30'. Зазор между пуансоном и матрицей в первом переходе
(рис. 120) Л = 0,05 мм, во втором переходе (рис. 121) Л1 =
= 0,2 мм. Радиусы R = R~ — 3 мм (рис. 120), R~ — — 2R (не
менее) (рис. 121). Объем головки за первый переход должен
быть больше объема головки за второй переход на величину
объема части стержня, выдавливаемой за второй переход.
На рис. 122 приведен рабочий инструмент для первого (а)
и второго (6) переходов, используемый для изготовления
поковки клапана (см. рис. 119).
ф 31. ЗАКРЫТАЯ ШТАМПОВКА В РАЗЬЕМИЫХ МАТРИЦАХ
В отличие от обычной штамповки на прессах, применяют
штамповку в разъемных матрицах без образования аблая.
Процесс штамповки в разъемных матрицах — общий случай
выдавливания, так как характерной его особенностью является
истечение металла под углом к направлению движения дефор-
мирующего инструмента; в то же время здесь могут иметь
место элементы прямого и обратного выдавливания. Штампов-
ку в разъемных матрицах производят из заготовок обычной
ТОЧНОСТИ.
В разъемных матрицах могут быть изготовлены поковки II,Ç
(см. табл. 19) и V,á (рис. 78). Чертеж поковки, изготовляемой
в разъемных матрицах, составляют по тем же правилам, что и
поковки, изготовляемой в обычных штампах на прессе. Поковка
в разъемных матрицах может быть изготовлена за один и два
перехода.
За два перехода изготовляют поковки сложной конфигура-
ции или когда соотношение размеров отдельных частей поковки
препятствует течению металла в нужном направлении, что
вызывает незаполнение полости ручья штампа или способству-
ет интенсивному износу рабочей части инструмента.
Предварительную подготовку заготовки можно осуществить
в предварительном ручье штампа или на другом оборудовании.
Размеры заготовки при штамповке в разъемных матрицах
определяют по тем же правилам, что и размеры заготовки при
обычной штамповке.
Типичным представителем деталей, изготовляемых в разъем-
ных матрицах, является крестовина (рис. 123). Сущность про-
цесса штамповки крестовин в разъемных матрицах заклю-
149

чается в том, что формообразование поковки производят
методом выдавливания заготовки из контейнера в отростки,
расположенные от него под углом 90' к плоскости, перпендику-
лярной направлению движения пуансона.
Рис. 123. Крестовина дифференциала:
д — деталь; б — поковка
б)
Рис. 124. Основные схемы штамповки в.'~разъемных
матрицах:
а — плоскость разъема матриц перпендикулярна направлению
движения инструмента; б — плоскость разъема матриц парал-
лельна направлению движения инструмента
3(онструирование инструмента. Штамповку в разъемных мат-
рицах производят в специальных штампах, обеспечивающих
надежный зажим матриц.
В зависимости от метода удаления поковок из штампа могут
быть применены два варианта технологического процесса
штамповки в разъемных матрицах: плоскость разъема матриц
150

перпендикулярна направлению приложения усилия деформа-
ции (рис. 124, а) и плоскость разъема матриц параллельна на-
правлению приложения усилия деформации (рис. 124, 6).
Поскольку для штамповки в разъемных матрицах приме-
няют заготовки обычной точности, в конструкции инструмента
предусмотрены компенсационные полости на торце каждого
2 1
Рис. 125. Штамп для штамповки крестовин в разъемных
матрицах на прессе:
1 — верхняя плита; 2 — верхняя и 3 —; 4—
средняя плита; б — качающиеся рычаги; 6 — нижняя плита; 7—
пуансононесущая плита; 8 — пуансон (ЭКИКЯАШ)
отростка для выхода избыточного объема металла (сверх но-
минального). Площадь проходного сечения компенсационной
полости должна быть примерно равна половине площади по-
перечного сечения отростка. Отростки на поковках, образован-
ные в компенсаторах, удаляют на обрезных прессах или при
последующей обработке поковок на металлорежущих станках.
На рис. 125 приведен общий вид штампа для штамповки
крестовин в разъемных матрицах на прессе усилием 16 Мн
(1600 Т). Рабочие части штампа — матрицы — изготовляют
151

круглыми, что позволяет сравнительно легко производить их
замену в случае износа.
На рис. 126 приведен рабочий инструмент для штамповки
крестовин.
,цф ЮО Ю ~
!
685PAg
РМ
ФУбХу
Рис. 126. Инструмент для штамповки крестовин:
а — верхняя и б — нижняя матрицы; в — пуансон
ф 32. ОРГАНИЗАЦИЯ РАБОТЫ HA КРИВОШИПНЫХ
КОВОЧНО-ШТАМПОВОЧНЫХ ПРЕССАХ
Наиболее рациональным расположением оборудования
является такое, при котором грузовые потоки направлены
прямолинейно.
От правильности расположения основного технологического
оборудования, транспортного и нагревательных устройств зави-
сит организация рабочих мест и, следовательно, производитель-
ность агрегата. При этом нагревательные печи должны быть
установлены таким образом, чтобы излучаемая ими теплота ие
нагревала рабочих мест. Необходимо учитывать, что большие
расстояния между агрегатами вызывают неудобства и приводят
к дополнительным затратам. Если, например, нагревательная
установка слишком удалена от пресса, увеличивается длина
транспортных механизмов, что утяжеляет конструкцию и повы-
шает стоимость пресса.
Расположение кривошипных ковочно-штамповочных прессов
и другого оборудования в них зависит от типа производства и
152

Рис. 127. Схема расположе-
ния кривошипных ковочно-
штампов очных прессов
п
араметров поковок. При проектировании новых цехов штам-
повочные линии с кривошипными ковочно-штамповочными
прессами в однопролетных и многопролетных зданиях разме-
щают в поперечном направлении (рис. 127). При реконструкции
действующих кузнечных цехов, когда
в цехе, помимо указанных прессов,
имеются штамповочные молоты и дру-
гое оборудование, штамповочные ли-
нии размещают вдоль пролета (см.
рис. 321). 2
Процесс изготовления поковок
р 3
й~
(рис. 127) осуществляется следующим
о
образом. Заготовки подают в загрузоч-
ное устройство индукционного нагрева-
теля 1. Заготовка, нагретая в индук- е ' & t
ционном нагревателе до ковочной тем- у
пературы, выдается на транспортер 2,
который передает ее к ковочным валь-
цам 3 или непосредственно к штампу
через левое боковое окно штамповоч-
ного пресса 4. Штамповщик, закончив
штамповку, сбрасывает поковку через
правое боковое окно пресса на транс-
портер 5, который подает ее к штампу
через левое окно обрезного пресса б. После обрезки через правое
окно пресса поковка при помощи склиза 7 сбрасывается в метал-
лическую тару 8, а облай сбрасывается на транспортер, распо-
ложенный в траншее 9, параллельной траншейному фундамен-
ту 10, на котором устанавливают штамповочные прессы.

Глава VII
ИЗГОТОВЛЕНИЕ ПОКОВОК НА ВИНТОВЫХ ПРЕССАХ
И ПРЕСС-МОЛОТАХ
в 33. ИЗГОТОВЛЕНИЕ ПОКОВОК НА ФРИКЦИОННЫХ ПРЕССАХ
сущность процесса и характеристика прессов. В промыш-
ленности получили распространение приводные фрикционные
прессы. Благодаря наличию в этих машинах ударного действия,
свойственного молотам, и действия давления, своиственного
прессам, а также возможности значительного изменения высоты
подъема ползуна, на них можно изготовлять из штучных загото-
вок поковки различной конфигурации массой примерно до
20 кг.
Поковки с утолщением на одном конце изготовляют осадкой
в торец за один переход иногда с образованием облоя. Поковки,
имеющие удлиненную форму с незначительной разницей
площадей поперечных сечений, изготовляют в одноручьевом
штампе с образованием аблая. На фрикционных прессах можно
изготовлять из предварительно подготовленной заготовки на
ковочных вальцах поковки с большой разницей площадей попе-
речных сечений. 1~овочные вальцы устанавливают рядом с
фрикционным прессом и тогда процесс изготовления поковок
осуществляют с одного нагрева. Фрикционные прессы хорошо
работают в сочетании с электровысадочными машинами, на
которых производят одновременно нагрев конца заготовки и
набор необходимого объема металла; окончательное придание
формы поковке осуществляют без дополнительного нагрева на
фрикционном винтовом прессе. Фрикционные прессы стали ши-
роко применять для правки поковок, вытесняя применяемые
для этой цели фрикционные молоты с доской. Фрикционные
винтовые прессы бывают двух типов: дисковые и с конически-
ми дисками.
В дисковых фрикционных прессах ползун получает движение
от винта, который вращается в двух направлениях и переме-
щается вверх и вниз. Нижняя часть штампа неподвижна. Такие
~54

прессы усилием до 20 Мн (2000 T) универсальны, на них про-
изводят объемную штамповку, гибку и правку.
В прессах с коническими дисками врающийся винт не
перемещается, но по нему (по направляющим) перемещается
ползун снизу вверх. Таким образом, нижняя часть штампа
является подвижной. Указанные прессы применяют главным
образом усилием до 1 Мн
(109 Т); они предназначены
для штамповки мелких по-
ковок типа болтов, заклепок 5 Ф 5'
ит. и.
Н а рис. 128 приведен
общий вид фри кционного
пресса первого типа. Пресс
б
имеет литую станину 1, вер-
хняя поперечина отливается
3а одно целое с ней. В сере-
дине поперечины устанавли-
вают бронзовую втулку-
гайку, внутри которой В1'а-
щается винт 7 с прямо-
угольной или трапециевид-
ной резьбой. На верхний
конец винта насажен махо-
вик 6, обод которого обтя-
нут кожей или другим мате- ll tl
риалом для усиления тре- 8
ния о вертикальные диски.
+
К нижнему концу винта
Ф
прикреплен ползун 8, дви-
жущийся по направляющим.
Над маховиком в кронштей-
нах 2 находится горизон-
1
тальный вал 4, на концы ко-
торого насажены верти-
У
кальные диски 3 и 5. Вал с
дисками, приводимый во
вращение от индивидуаль-
ного электродвигателя, мо-
жет перемещаться вдоль своей оси. Благодаря этому перемеще-
нию один из дисков соприкасается с маховиком, и возникающая
между ними сила трения приводит во вращение маховик. Один
диск предназначен для подъема маховика и связанного с ним
ползуна, а другой для опускания маховика (и ползуна) со все
возрастающей скоростью. Подъем или опускание происходит в
зависимости от направления вращения маховика.
Фрикционные прессы снабжены нижним выталкивателем 9,
подвешенным к ползуну на тягах.
Рис. 128. Фрикциояяый штамповочный
пресс
155

Конструкция фрикционных прессов позволяет регулировать
величину хода, скорость движения ползуна и энергию удара.
Примерная производительность фрикционных прессов при
штамповке приведена в табл. ЗЗ.
Таблица 83'
Примерная производительность фрикционных штамповочных прессов
Классификация поковок. В зависимости от конфигурации по-
ковки могут быть подразделены на пять основных групп.
Поковки группы 1 и П анало-
гичны молотовым поковкам соот-
ветствующих групп (см. табл. 19).
Поковки группы 1Н аналогич-
ны молотовым поковкам группы
Ц1 подгруппы 1 (см. табл. 19).
Поковки группы IV типа стер-
ФФ
жня с утолщением на одном кон-
це (рис. 129) изготовляют на
фрикционных прессах при не-
Рис. 129. Поковки группы IV бодрой вели iHHQ отношения
длины деформируемой части за-
готовки к ее диаметру. При значительной величине этого отно-
шения поковки группы IV изготовляют обычно на горизонталь-
но-ковочных машинах с отрубкой от прутка. K группе V отно-
сятся поковки, изготовляемые на фрикционных прессах метода-
ми точной штамповки (рис. 130). К этой группе относятся цилин-
дрические зубчатые колеса с прямыми зубьями, конические зуб-
чатые колеса с прямыми или спиральными зубьями, гипоидные
зубчатые колеса, а также сложные типа эллиптических колес„
которые не могут быть получены обычными методами штам-
ковки.
Поковки группы V могут быть изготовлены на кривошипных
ковочно-штамповочных прессах.
Способы штамповки. В практике наибольшее распростране-
ние получили следующие способы штамповки на фрикционных
прессах.
156

1. В открытом штампе (рис. 131). Штамповка сопровож-
дается образованием аблая по периметру поковки в
разъема. Облой удаляется в обрезном штампе. На размеры
поковки по высоте принимают сравнительно жесткие допуски.
Рис. 130. Поковки группы V
Рис. 133. Схема Рис. 134. Схема
закрытого щтам- штамповки выдав-
па с разъемной ливанием
матрице й
Рис. 131. Схема от- Рис. 132. Схема за-
крытого штампа крытого штампа
2. B закрытом штампе с цельной матрицей (рис. 132). 11ри
этом часто приходится применять заготовки из калиброванного
материала. Такая штамповка обеспечивает получение поковки
без облоя или с незначительным облаем на ее торце, который
удаляется на наждачном станке или при последующей обработ-
ке резанием. Колебания объема исходной заготовки сказы-
ваются на размерах поковки по высоте (h„), благодаря чему
157
1~олебания объема исходной заготовки вызывают различную
степень заполнения канавки для аблая.

на эти размеры могут быть назначены менее жесткие допуски
по сравнению с таковыми при штамповке в открытом штампе.
. В закрытом штампе с разъемной матрицей (рис. 133).
тот способ применяют для получения поковок сложной кон-
фигурации, которые невозможно удалить из штампа при одной
плоскости разъема. Колебания объема исходной заготовки ска-
зываются на размерах поковки по вы-
соте.
4. Выдавливанием (рис. 134). При
штамповке выдавливанием колебания
объема заготовки сказываются на дли-
не 1, стержня поковки. Длину стержня
в пределах требуемого допуска выдер-
живают удалением излишка на прессе
(отрезкой) или при последующей об-
работке резанием.
5. В закрытом штампе с цельной
наклоняемой матрицей (рис. 135) .
Этот способ применяют для стержне-
вых поковок, требующих увеличенного
хода ползуна пресса. Предваритель-
ный набор металла производят на
электровысадочной машине; процесс
Гф
штамповки осуществляют с одного
нагрева.
6. В закрытом штампе конических и
.цилиндрических колес со штампован-
ными прямыми зубьями (рис. 136) .
Ф Этот способ обеспечивает получение
поковок с допусками под чистовую
обработку зуба.
7. B закрытом штампе конических
олес со штампованными спиральны-
м и з у б ь я м и . И з г о т о в л е н и е т а к и х п о к о
с цельной наклоняемой вок пРоизводят из пРедварительно от-
матрицей штампованной заготовки, конфигура-
ция которой близка конфигурации по-
ковки без зубьев.
оставление чертежа поковки. Чертеж поковки изгото вляе-
фрикционном прессе, составляют по тем же правилам,
что и чертеж поковки, изготовляемой на штамповочном молоте
и кривошипном ковочно-штамповочном папессе.
П и
ри штамповке в закрытых штампах с цельными и разъем-
ными матрицами величину припусков на механическую обработ-
ку и допусков на поковки следует определять, как для поковок,
изготовляемых открытой штамповкой на кривошипных ковочно-
штамповочных прессах, причем на размеры по высоте (в на-
правлении хода ползуна) величина положительного отклонения
158

Таблица 84
Припуски и допуски на стержневые элементы поковок
По диаметру стержня По длине стержня
Припуск Допуск Припуск
на диаметр в о~ на длину
в мм на размер в мм
Вид обработки
Допуск
в%
на размер
2 — 10
Резание.............. 2 — 4
Шлифование............ 0,5 — 1
1 — 3
3 — 5
0,5 — 1
159
допуска должна быть увеличена на 50 — 1000 Величины при-
пусков и допусков на стержневые элементы поковок, получае-
мые выдавливанием, в зависимости от масштаба производства
и предъявляемых к по-
ковкам требований, мо-
гут быть выбраны по
табл. 34 [39].
При штамповке
стержневых поковок
ссаживанием (напри-
мер, типа болтов) при-
пуски и допуски для
утолщенной их части
устанавливают такими В~~~.
же, как и для элемен-
тов, штампуемых в от-
крытых штампах на
прессах, а для стер-
жня поковки — как при
штамповке выдавлива-
нием. Напуски, намет-
ки и плены принимают
такими же, как и при
штамповке поковок на
штамповочных мо-
лотах.
Рис. 136. Штамп для штамповки кониче-
Штамповочные ук-
ских зубчатых колес
ланы при штамповке в
открытых штампах при-
нимают по табл. 35, а при штамповке в закрытых штампах—
по табл. 36 [39]. В табл. 37 даны минимальные радиусы закруг-
лений и переходов [48]. При использовании табл. 37 необходимо
учитывать следующее:
если есть опасность зажима, значение r рекомендуется уве-
личить на одну позицию;
на обрабатываемых элементах поковки величина R ограни-
чивается условием сохранения оптимального припуска на
кромках;

Таблица 85
Штамповочные уклоны при штамповке в открытых штампах
а' при штамповке
Эскиз
без выталкнвателя
с выталкивателем
До 1,5
1,5 — 4,5
4,5 — 6,5
Свыше 6,5
12
10
Таблица 36
Штамповочные уклоны при штамповке в закрытых штампах
Разъемная матрица
Цельная матрица
Ь
Отношение—
Ь
о
О 1
1 — 2,5
2,5 — 4
на необрабатываемых элементах поковки (ребра или бо-
бышки) величина Я не ограничивается величиной припуска, ее
можно увеличить до получения плавного сопряжения.
Наметки под прошивку и глухие полости следует конструи-
ровать в соответствии с данными табл. 38 [48].
Радиусы закруглений принимают в зависимости от величи-
ны h и определяют по табл. 37.
160

Таблица 37
Минимальные радиусы закруглений и переходов в мм
Я Г Р
До 5
Свыше 5 до 10.
» 10 » 16
» 16» 25
1,5
3
4
5
2,5
5
б
7
1,5 — 3
Таблица 38
Наметки под прошивку и глухие полости (размеры в мм)
Условие
применения
Эскиз
Форма
Формулы
d=D — Н 2tg р;
d
Р=12 —: 30,
S ) 0,8 У' 0
Глухая
2tg 45 ——
S=(0,7 —:0,8) У'D
(0,7 при Н ( 25;
0,8 при И ) 25)
Со скосом
(под про-
шивку)
D) 80
Выбор лереходов штамповки и олределение размеров заго-
товки. Поковки групп 1 — III. Переходы штамповки и раз-
меры исходной заготовки для поковок групп 1 — III следует og-
ределять по той же методике, что и для молотовых поковок
соответствующих групп.
Однако надо учитывать, что на фрикционных прессах
нецелесообразно производить протяжку и подкатку заготовки.
Если осуществление таких операций предусмотрено расчетом,
то нужно изготовить заготовку переменного сечения на другой
машине (ковочных вальцах, горизонтально-ковочной машине,
1] Заказ 401 161

электровысадочной машине и т. д.). KpoMe того, фрикционные
прессы широко применяют для штамповки выдавливанием.
Форму и размеры промежуточной заготовки определяют на
основании расчетной заготовки (эпюры диаметров) так же,
как и для молотовой поковки.
На фрикционных прессах штамповку удлиненной формы
производят, как правило, из штучной заготовки или из загото~в-
ки на две поковки с поворотом. Этими соображениями следует
руководствоваться при определении длины исходной заготовки
~заз
заг
за-'
где V„,— объем заготовки с учетом количества получаемых из
одной заготовки поковок;
S„, — площадь поперечного сечения заготовки.
П о к о в к и г р у п п ы IV. Диаметр исходной заготовки
для поковок стержневого типа выбирают равным диаметру
стержня поковки. В зависимости от технических условий при-
меняют прокат повышенной точности или калиброванный
металл.
Общая длина заготовки
1~заз ~заг
S, лУ
4
Длина штампуемой (высаживаемой) части заготовки
l
Vy
Э
~заг
где S„, — площадь поперечного сечения заготовки;
V@ — объем утолщенной части поковки (например, голов-
ки болта) с учетом отхода на облай и угар.
Исходя из относительной длины осаживаемой части прутка
т = — и пользуясь правилами высадки, определяют количе-
I8
4(
ство переходов и их размеры.
На фрикционных прессах обычно штампук~т поковки стерж-
невого типа, не требующие более одного наборного перехода.
При этом весь процесс штамповки завершают не более чем в
два перехода.
П о к о в к и г р у п п ы V. Типовой поковкой этой группы
является сателлит дифференциала автомобилей.
Поковки сателлитов изготовляют штамповкой на молотах
(рис. 137) с последующим фрезерованием зубьев. На фрикци-,
онных прессах поковки изготовляют со штампованными
зубьями (рис. 138). При точной штамповке на фрикционных
прессах исходная заготовка должна быть отрезана ровно па
торцам и иметь массу в пределах допуска. Перед нагревом за-
1/2

готовку очищают от окалины; следует нагревать ее до темпе-
ратуры 900'С B индукционном нагревателе или в пламенной
печи с защитной атмосферой. Нагретую заготовку устанавли-
вают в штампе таким образом, чтобы направление волокон ме-
талла было параллельным движению ползуна при штамповке.
При необходимости получения точных размеров зубьев с
исключением последующей механической обработки, после
первой штамповки производят очистку полуфабриката от ока-
лины, затем снова его нагревают до температуры 900' С и
em,р~
Рис. 138. Поковка сателлита„
полученная штамповкой на
фрикционном прессе
Рис. 137. Поковка сателлита, по-
лученная штамповкой на молоте
подвергают деформации в штампе, обеспечивающем необходи-
мые допуски и требуемую чистоту поверхности. При наличии
оборудования соответствующего усилия, вторую штамповку
можно производить в холодном состоянии.
Зубчатые колеса, полученные описанным способом, имеют
улучшенную макроструктуру и обладают высокой прочностьи.
Штампованные зубья могут выдерживать более высокие напря-
жения по сравнению с зубьями колес, нарезанных из этога же
материала на станках.
Точность получаемых зубьев зависит в основном от точности
изготовления штампа. Требуемая точность штампа достигается.
механическим копированием его с закаленного и шлифованного
эталонного колеса. Подобным образом штампуют конические
шестерни с прямыми зубьями.
li~ 163

Рис. 140. Вкладыш штампа для ци-
линдрических зубчатых колес
Штамповку цилиндрических колес с прямыми зубьями
(рис. 139) производят из круглой заготовки на фрикционном
прессе с таким усилием, которое бы позволило эту операцию
выполнить за один ход. Это
вызвано тем, что повторная
установка поковки в штамп
при изготовлении такого ви-
да зубчатых колес затруд-
нительна.
Конструкция штампа для
цилиндрических колес с пря-
мыми зубьями в основном
такая же, что и штампа
для конических зубчатых ко-
лес с прямыми зубьями. Раз-
ница состоит лишь в том,
что в первом случае приме-
няют верхние вкладыши
штампа. Вкладыш штампа
для цилиндрических зубча-
тых колес показан на
Рис. 139. Поковка зубчатого ко
леса, изготовленная на фрикцион.
Бом прессе
Извлечение отштампо-
ванного цилиндрического
зубчатого колеса из вкла-
дыша штампа производят с
помощью обычного вытал-
кивателя, который закреп-
ляют на ползуне пресса.
Штамповку конических
колес со спиральными зубь-
ями (рис. 141) производят
из предварительно отштам-
пованной заготовки, конфи-
гурация которой близка
конфигурации поковки без
зубьев.
Штамповку поковки для
зубчатого колеса со спи-
ральными зубьями произво-
дят «ввинчивающимся»
вкладышем, имеющим спи-
ральные зубья и расположенным в верхней части штампа. На
рис. 142 показаны верхний и нижний вкладыши, применяемые
для штамповки детали, которая приведена на рис. 141.
Процесс штамповки происходит постепенно, т. е. верхний
вкладыш по мере приближения к нижнему как бы «BBHH IH-
вается» в заготовку, поворачиваясь при этом сам и поворачи-
164

вая заготовку на определенный угол. При обратном ходе пол-
зуна пресса происходит как бы «вывинчивание» верхнего
вкладыша из поковки при повороте его в обратную сторону.
Верхний и нижний вкладыши, вращаясь,
опираются на шарики.
Для поковки, показанной на рис. 141,
верхний вкладыш штампа (рис. 142) из-
готовляют штамповкой; другим спосо-
бом изготовить его невозможно.
На рис. 143 приведен штамп для
штамповки верхнего вкладыша со спи-
ральными зубьями. Пуансон 1 изготов-
ляют так же, как и обычное зубчатое ко-
лесо, т; е. обработкой резанием с при-
пуском на усадку (2%) и припуском
(0,4 — 0,5 мм) на обработку боковых по-
верхностей зубьев. Пуансон обрабатыва-
ют таким образом, чтобы его можно бы-
ло закрепить за нижнюю часть стерж-
ня, который перемещается во фланце.
Этот фланец закреплен в ползуне прес-
са 2.
Такая конструкция пуансона необхо- Рис 141. поковка кони.
дима потому, что усилия существующих ческого колес' со спи-
прессов не всегда позволяют штамповать
полости зубьев за один ход. Поэтому
штамповку нужно производить постепенно, т. е. пуансон необхо-
димо каждый раз «ввинчивать» в частично отштампованную по-
лость. Нижняя половина штампа состоит из матрицы 4, в кото-
Рис. 142. Вкладыши штампа для поковки, приведенной
на рис. 141:
а — ввинчивающейся верхней части штампа; б — нижней части
штампа

рую запрессован вкладь1ш 5, имеющий подготовленную полость 8
для штамповки зубьев. Матрица 4 соединена опорой о, которая
свободно вращается на нижней плите 7, закрепленной на сто-
ле 8 фрикционного пресса.
При обратном движении пу-
ансона 1 все устройство штампа
поворачивается, а его осевое пе-
ремещение вверх ограничивается
кольцом 9. Это кольцо снабжено
вырезом 10, который с помощью
пальца 11, закрепленного на мат-
рице 4, устанавливает шаг спира-
ли зубчатого колеса.
Усилие фрикционного пресса.
Ориентировочно усилие такого
пресса можно определить по фор-
муле
Р„= 2ka,Р„,
где Й вЂ” коэффициент, зависящий
от скорости деформации
и других факторов и при-
нимаемый для фрикцион-
ных прессов равным 5;
а,— предел прочности дефор-
мируемого металла при
температуре штамповки в
Мя/м'
Р— площадь проекции по-
ковки на плоскость разь-
ема штампа в м'.
Рис. 143, Штамп для штамповки
верхнего вкладыша со спиральны-
ми зубьями
3, 14-402
дД2
а й
4
— 1256 мм2=0,001256 м2;
а,='60 Мн(ма (6 кГ1мм').
Подставляя значения F„, а, в формулу для определения P„, получим
Рг, — — 2 5 60 0~001256=0,75 Мн (75 Т).
Яля более точного определения усилия фрикционного пресса можно вос-
пользоваться формулой
РР = gyF77GВ
I66
Пример. Определить усилие фрикционного пресса.
Усилие фрикционного пресса для штамповки валика (рис. 144) из стали 40
определяют по указанной выше формуле следующим образом.
Площадь проекции поковки

где
Fn~ Fn
Г.
g&gt =
Vn /
а = 3 — при штамповке в закрытых штампах поковок без значительного
выдавливания металла;
а = 4 — при штамповке в открытых штампах;
а = 5 — при штамповке выдавливанием в закрытом штампе;
F — площадь проекции поковки на плоскость, перпендикулярную на-
правлению движения ползуна пресса, в мм' при определении д1
и в м' при определении P„;
Р— объем поковки в ммз.
По расчетной величине усилия Рр подбирают пресс по каталогу или из
прессов, имеющихся в эксплуатации с гарантированным усилием P o Р„.
К
онструирование штампов. Штамп со-
ИФО
стоит из трех основных узлов:
деталей крепления штампа, характе-
ристика которых обусловлена характери-
стикой штампового пространства пресса; ЯЗ
державки, к которой относится ниж-
няя плита, верхняя плита, направляю-
щие приспособления (колонки, втулки
и т. д.);
рабочих деталей (вставок), к которым Я
преимущественно относятся матрицы, пу-
ансон и выталкиватели.
Матрицы и пуансоны часто выполня-
к)т за одно целое с плитами и получают,
таким образом, нижнюю и верхнюю ча-
сти штампа.
При конструировании штампов необ-
ходимо учитывать характеристику штам- ка, изготовленная штам-
пового пространства пресса и мест его вовкой на фрнкцнонном
крепления. Способ крепления штампов прессе
на прессе выбирают исходя из формы
штампуемой поковки и количества ручьев в штампе. На рис. 145
показаны наиболее часто применяемые способы крепления
штампов на фрикционных прессах.
На рис. 146 приведен общий вид державки для крепления
круглых штампов (вставок).
Открытые и закрытые штампы. При штамповке
поковок удлиненной формы применяют обычно цельные блоки
штампов или блоки с рабочими вставками. При штамповке
круглых в плане поковок используют штампы сборной кон-
струкции, состоящие из державки и рабочих частей. Оконча-
тельный ручей штампа изготовляют по чертежу горячей поков-
ки аналогично окончательному ручью молотового штампа.
Канавку для аблая рекомендуется выполнять, пользуясь
теми же данными, что и при штамповке на молотах. Необходимо,
16?

однако, учесть, что при штамповке на фрикционных прессах
толщина облоя должна быть немного больше, чем при штам-
Таблица 39
Зазоры в мм
Номинал ь.
ное усилие
пресса
в Мн
0,05
0,08
0,10
До 1,8
1,8 — 3,0
3,0 — 6,0
2,0
3,0
5,0
павке на молотах. Поэтому высоту мостика канавки при
штамповке стали находим по формуле [39]
h,=0,02+F„,
где F„— площадь плана поковки в мм' (для поковок типа
вилок в величину Р входит и площадь перемычки,
расположенной между развилинами).
168
Рис. 145. Способы крепления штам-
пов на фрикционных прессах:
а — верхнего посредством хвостовика;
б — верхнего посредством хвостовика и
заплечиков; в — верхнего скобами;
нижнего болтами; д — нижнего скоба-
ми; e — крепление матрицы 1 посред-
ством разрезной втулки 2 и нажимной
плиты 3; ж — штамподержатель (пере-
ходная подушка) для крепления верхнего
и нижнего штампов с помощью клиньев
Рис. 146. Типовая державка
для крепления круглых штам-
пов (вставок):
( — плита нижняя; 2 — плитка
подкладная; 3 — кольцо прижим-
ное; 4 — обойма зажимная; 5
плита верхняя

Если в штампе имеется клещевая выемка, то ее конструк-
тивные элементы определяют аналогично элементам выемки
молотового штампа.
а) к)
Рис, 147. Рабочие детали закры-
того штампа, используемого для
штамповки круглой поковки:
а — рабочие детали в собранном ви-
де; б — вариант крепления пуансона
Рис. 148. Определение основных раз-
меров окончательного ручья закры-
того штампа:
а — положение пуансона в момент на-
чала штамповки; б — положение пуан-
сона в момент окончания штамповки
Рис. 150. Разъемная матрица
штампа, показанного на
рис. 149
Рис. 149. Штамп с разъ-
емной матрицей
Рабочие детали закрытого штампа, используемого для
штамповки круглой поковки, приведены на рис. 147.
В момент начала штамповки пуансон должен погрузиться
в матрицу не менее чем на 5 мм (рис. 148).
169

Величина зазора а между направляющей частью полости
матрицы и пуансоном и зазор h определяют в зависимости от
усилия пресса (табл. 39).
Штампы с р азъе ми ой м атрицей. На рис. 149
приведен штамп с разъемной матрицей, основными деталями
которого являются матрица 1, пуансон 2, кольцо 3, плита 4, вы-
талкиватель 5 и ручки 6.
После того как матрица заключена в кольцо, в нее уклады-
вают заготовку. При обратном ходе ползуна выталкиватель под-
нимает матрицу на 5 — 8 мм. При помощи ручек матрицу извле-
кают из кольца, освобождают от поковки и вновь закладывают
в кольцо.
В зависимости от наружного диаметра матрицы (рис. 150)
элементы ее принимают следующих размеров в мм:
80 — 40 44,5 — 82,5 115 — 215
22 — 40
Зà — 65
Размеры пуансона (рис. 151) опреде-
ляют в зависимости от усилия пресса.
Диаметр пуансона D назначают в зави-
симости от конфигурации и применяемо-
го технологического процесса штампуе-
мой поковки. Высоту пуансона Н прини-
мают в зависимости от конструкции
штампа и характеристики штампового
пространства применяемого пресса.
Размеры основных элементов кольца
(рис. 152,a) и плиты (рис. 152, б) при-
нимают в зависимости от наружного
диаметра D.
Организация работы на фрикционных
штамповочных прессах. Нагревательное
устройство или электровысадочную ма-
шину устанавливают с левой стороны по
отношению к фронтовой стороне пресса,
а обрезной пресс — с правой. При горя-
Размеры
пуансона в мм
Усилие
пресса
В МН
d D, й
40 80
бО 110 30 — 40
До 1
Свыше 1
чей штамповке на фрикционных прессах
Рис. 151. Пуансон
усилием от 1 Мн (100 Т) и выше следует
применять напольные транспортеры или
склизы для подачи нагретых заготовок
от нагревательного устройства к прессу и передачи поковок к
обрезному прессу при горячей обрезке аблая.
l70

Размеры основных элементов кольца в мм
150 — 280 59,5 — 102, 5
80 — 140
85 — 185
ЗΠ— 40
30 — 46
200 — 380
Размеры основных элементов плиты в мм
260 — 440
55 — 95
25 — 35
200 — 380
50 — 70
150 — 280
Рис. (52. Кольцо (а) и плита (б) штампа
ф 34. ИЗГОТОВЛЕНИЕ ПОКОВОК НА ГИДРОВИНТОВЫХ ПРЕСС-МОЛОТАХ
171
Сущность процесса. Гидровинтовые пресс-молоты предназна-
чены для изготовления поковок методом объемной штамповки в
открытых и закрытых штампах. Эти прессы впервые предложе-
ны в СССР А. И. Зиминым [19].
Универсальность гидровинтовых пресс-молотов позволяет
осуществлять на них и другие технологические операции, в том
числе объемную калибровку и правку поковок. Конструктивной
особенностью гидровинтовых пресс-молотов является совмеще-
ние в машине трех силовых агрегатов: гидравлического ци-
линдра, винтового шпинделя и маховика, энергия которых в
аккумулированном виде используется для деформирования
металла. Следовательно, гидровинтовые пресс-молоты рабо-
тают по принципу воздействия на заготовку кинетической
энергии подвижных частей и энергии давления жидкости.
Скорость движения ползуна пресс-молота к моменту начала
деформирования заготовки близка скорости деформирования
штамповочных молотов и составляет 1 — 3 мосек.

О
бщие сведения. В отечественной промышленности предпола-
гается изготовление гидровинтовых пресс-молотов усилием (по
стандартному ряду) 1; 1,6; 2,5; 4; 6,3; 10; 16; 25; 40; 63; 100 Мн
(1 Мн = 100 T) и нормальным числом ходов в минуту 5 — 19.
Скорость ползуна к началу деформирования 1,5 — 3 л/сек.
В зарубежной практике применяют
две основные конструкции гидровинто-
вых пресс-молотов:
б/ с винтовым шпинделем и махови-
ком, размещенными в верхней части, и
винтовым шпинделем и маховиком в
нижней части, т. е. в зоне фундамента.
5 В практике получили большое рас-
/
б пространение чехословацкие гидровин-
l товые пресс-молоты модели LVH c
нижним расположением винтового
7
шпинделя и маховика. Такие пресс-
о молоты изготовляют усилием 10, 16,
25, 40 Мн с числом ходов ползуна в
минуту 25, 20, 16. На рис. 153 приведе-
на схема гидравлического пресс-моло-
та модели LVH. Основными узлами
пресс-молота являются: станина, гид-
11
Ю tl
равлический цилиндр, рама, винтовои
,; 12 шпиндель, маховик, нижний и верхний
выталкиватели. Принцип действия за-
ключается в следующем: рама 5, ко-
торая является ползуном пресс-моло-
"идРО та, имеет верхнюю и нижнюю попере-
чины. Верхняя поперечина соединена
модели LVH
посредством штока 8 с поршнем 2 гид-
равлического цилиндра 1. К верхней
поперечине рамы 5 крепят верхнюю половину штампа 7, а ниж-
нюю половину штампа 8 устанавливают на столе 9 пресс-моло-
та. В нижней поперечине рамы 5 укреплена гайка 10, которая
имеет несамотормозящую ходовую резьбу. Через гайку 10 прохо-
дит винтовой шпиндель 11 с маховиком 12, расположенным на
его нижнем конце. Жидкость (масло) находится в гидравличе-
ском цилиндре 1 под давлением 20 Мн1м2 (200 кГ~см') и действует
на поршень 2, который через шток передает движение раме 5.
Рама перемещается вниз по направляющим 5, укрепленным к
станине. Благодаря наличию B нижней поперечине рамы гай-
ки 10 приходят во вращательное движение винтовой шпиндель ll
и маховик 12. Во время перемещения рамы вниз маховик в ре-
зультате вращательного движения накапливает кинетическую
энергию, которая затрачивается на деформирование заготовки.
После того как рама совершит один ход, распределительная
гидравлическая система, расположенная в металлическом коро-
172

бе 4, переключает жидкость под поршень 2, после чего рама 5
возвращается в исходное положение.
Усилие гидровинтовых пресс-молотов. Вследствие того что
пока еще недостаточно накоплено опыта по эксплуатации
гидровинтовых пресс-молотов, можно для определения их уси-
лия пользоваться приближенными данными.
Известно, что накопленная энергия в кривошипном ковочно-
штамповочном прессе, отдаваемая заготовке, меньше таковой в
гидровинтовых пресс-молотах. Исходя из сказанного, можно
воспользоваться следующей формулой для определения усилия
гидровинтового пресс-молота (приближенный расчет):
Р, „=0,8Р Мн,
где P — расчетное усилие кривошипного ковочно-штамповоч-
ного пресса в Мн, определяемое по формуле, приве-
денной выше.
Производительность гидровиитовых пресс-молотов. При штам-
повке за один переход производительность пресс-молота может
быть определена по приближенной формуле
П=пК ии/ч,
где и — теоретическое число ходов в час ползуна пресс-молота;
К вЂ” коэффициент, учитывающий использование теоретиче-
ского числа ходов ползуна пресс-молота и принимае-
мый равным:
для пресс-молотов усилием до 4 Мн .
&g ;&g ; i gt;»
> g ;»» » свы е ,
0,3
0,4
0,5
Виды поковок, изготовляемых на пресс-молотах. Учитывая
относительно малое число ходов (5 — 25 в минуту) и относи-
тельно большую скорость, развиваемую к моменту деформации
заготовки (1 — 3 м/сек), пресс-молоты целесообразно исполь-
зовать для изготовления поковок, которые могут быть отштам-
пованы за один ход (удар). Поковки, для изготовления которых
требуется многоручьевая штамповка, могут быть получены на
пресс-молотах после предварительной подготовки полуфабрика-
та на другом оборудовании. Поковки, имеющие удлиненную
форму и большую разницу в площадях поперечных сечений,
могут быть изготовлены после предварительной подготовки
заготовки на 'ковочных вальцах. Ковочные вальцы устанавли-
вают рядом с гидровинтовым пресс-молотом, при этом поковки
изготовляют с одного нагрева.
Наличие верхнего и нижнего выталкивателей позволяет
осуществлять на гидровинтовых пресс-молотах штамповку
выдавливанием. Особенно эффективно это оборудование может
173

быть использовано для изготовления поковок из литых загото-
вок, форма которых приближается к форме готовой поковки.
В этом случае можно получить поковки сложной конфигурации
с высоким коэффициентом использования металла и высокой
точностью. Чертеж поковки, изготовляемой на гидровинтовои
пресс-молоте, составляется по тем же правилам, что и чертеж
поковки, изготовляемой на штамповочном молоте и кривошип-
ном ковочно-штамповочном прессе.
Величину припусков на механическую обработку, допусков на
поковки, штамповочные уклоны и радиусы закруглений в этом
случае следует определять как для поковок, изготовляемых
штамповкой на кривошипных ковочно-штамповочных прессах,
причем на размеры по высоте (в направлении удара) величина
положительного отклонения допуска должна быть уменьшена
на 50'/р.

Гл а в à Vili
ИЗГОТОВЛЕНИЕ ПОКОВОК НА ГИДРАВЛИЧЕСКИХ
ШТАМПОВОЧНЫХ ПРЕССАХ
ф 35. СУЩНОСТЬ ПРОЦЕССА
Hà современных гидравлических прессах можно изготовлять
поковки любой конфигурации массой до 50 кг. Характер дефор-
мирования металла при штамповке на гидравлических прессах
несколько иной, чем на кривошипных.
Процесс выдавливания металла и заполнения полости
штампа по высоте на гидравлическом прессе протекает менее
интенсивно, чем на механическом.
При многооперационной штамповке рекомендуется исполь-
зовать процесс, обеспечивающий полное изготовление поковки
с одного нагрева. Подкатку и протяжку на гидравлических
прессах производить затруднительно, вследствие того что заго-
товка в заготовительных ручьях может остыть. Для повышения
производительности пресса подготовительные операции произ-
водят на специальном ковочном оборудовании, которое уста-
навливается рядом с прессом.
ф 36. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ ПРЕССОВ
ДЛЯ ГОРЯЧЕЙ ОБЬЕМНОЙ ШТАМПОВКИ
Гидравлические прессы применяют в тех случаях, когда не-
возможно применить кривошипные прессы по следующим
причинам:
для изготовления поковок требуется большой ход деформи-
рующего инструмента при соответствующем усилии пресса;
для изготовления поковок сложной конфигурации тре-
буется одновременное обжатие инструментом с перемещением
ero в разных плоскостях и направлениях; использование для
этой цели механического пресса менее удобно из-за его гро-
моздкости по сравнению с гидравлическим; кроме того, он
175

будет представлять собой очень сложную комбинированную
конструкцию с гидропневматическими системами;
для изготовления поковок требуется пресс большого усилия.
ф 37: ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ ШТАМПОВОЧНЫЕ ПРЕССЫ
Гидравлические прессы для горячей объемной штамповки
подразделяют на две основные группы: работающие от индиви-
дуального привода-насоса и работающие от группового
привода — насосно-акку-
муляторной станции.
l Прессы, работающие
б от индивидуального при-
вода, в отличие от других
I конструкций гидравличе-
4 ских прессов, являются
машинами одинарного
!
действия.
Прессы, работающие
г от группового привода,-в
7 ( ló2-3 ~-Л свою оче едь, под азде-
ляют на прессы одинар-
ного, двойного и тройно-
го действия.
Гидравлические прес-
сы для горячей объемной
штамповки, как правило,
изготовляют четырехко-
У лонными. Основными уз-
лами пресса (рис. 154)
являются стол 1, колон-
Рис. 154. Гидравлический штамповочный
пресс
вижная траверса 5, рабо-
чий цилиндр о, выталки-
ватель 9, нижняя поперечина 8 и четыре цилиндра 7 для Возвра-
та подвижной траверсы.
Прессы одинарного действия в отечественной промышлен-
ности выполняют усилием 20, 31,5 и 50 Мн (2000, 3150, и 5000 Т)
с приводом от насосно-аккумуляторной станции.
Ход ползуна обыкновенного гидравлического штамповочно-
го пресса в 2,5 — 3,5 раза больше хода ползуна пресса с меха-
ническим приводом, а скорость перемещения траверсы пример-
но во столько же раз меньше. Таким образом, число ходов
обыкновенного гидравлического штамповочного пресса в 6—
12 раз меньше числа ходов механического пресса. Чем меньше
усилие прессов, тем меньшей они характеризуются разницей по
числу ходов.
176

Таблица 40
Техническая характеристика гидравлических прессов тройного действия
Прессы
Параметр
630,' 400/31 5
3150/1600/'1600 1250,'630/630
Усилие цилиндра прошивного
плунжера в Мн:
верхнего .
нижнего .
Усилие цилиндра перемещения
траверсы в Мн
Скорость рабочего хода травер-
сы в м/сек
Скорость рабочего хода прошив-
ного плунжера в м/сек:
верхнего .
нижнего .
Максимальный ход прошивного
плунжера в мм:
верхнего .
нижнего .
Максимальный ход траверсы в мм
Рабоче давление в цилиндрах
2
в Ал,лн)м
16
16
4
3,15
6,3
6,3
6,3
31,5
12,3
0,1
0,1
0,1
0,1
0,1
0,1
0,1
0,1
0,1
1000
300
1550
400
600
300
1440
32
500
32
700
32
12 заказ 40!
Начали применять гидравлические штамповочные прессы
с индивидуальным приводом — быстроходные. Эти прессы в
отличие от обыкновенных прессов имеют меньший ход, величина
которого близка величине хода механического пресса, имеюще-
го такое же усилие. В этих прессах увеличено рабочее давление
в главном цилиндре до 80 †1 Мн/м' (800 †14 ат), вместо
20 — 32 Мн/лд (200 — 320 ат), применяемого в обыкновенных
гидравлических штамповочных прессах. Разница в числе ходов
быстроходных гидравлических прессов и механических прессов
уменьшилась до 2,5 — 5 раз.
Разновидностью гидравлических штамповочных прессов
являются прессы двойного и тройного действия.
Гидравлические прессы двойного действия применяют для
изготовления поковок группы IV, формообразование которых
требует перемещение инструмента в различных плоскостях.
Поэтому рабочие цилиндры расположены не только на непод-
вижной траверсе, но и на полу с двух, трех и четырех сторон
пресса. Плунжеры этих цилиндров имеют горизонтальное пере-
мещение, а их оси совпадают с осями разъема штампов.
Подобные прессы усилием до 100 Мн (10000 T) и более изго-
товляют по специальным заказам. Гидравлические прессы трой-
ного действия (табл. 40) применяют для изготовления кольце-
образных поковок группы III с наружным диаметром 200 мм и

выше. Прессы тройного действия обычно имеют три рабочих
цилиндра, два из которых расположены на неподвижной тра-
версе, а третий под прессом вместо выталкивателя.
ф 38. ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ
ШТАМП ОВОЧНЫХ ПРЕССОВ
Производительность гидравлического штамповочного пресса
может быть определена по укрупненным показателям при
сопоставлении ее с производительностью кривошипных ковочно-
штамповочных прессов. Учитывая меньшую скорость деформа-
ции гидравлических прессов, при расчете их производительно-
сти следует принимать меньшее значение коэффициента Й по
сравнению с таковым для кривошипных прессов: 0,5 — 0,7 для
обыкновенных прессов усилием 10 — 63 Мн (1000 — 6300 T) и
0,67 — 0,85 для быстроходных прессов. Чем больше усилие прес-
са, тем меньше значение коэффициента.
ф 39. КЛАССИФИКАЦИЯ ПОКОВОК
Поковки, изготовляемые на гидравлических штамповочных
прессах, в зависимости от конфигурации можно подразделить на
пять характерных групп (рис. 155). Кроме того, значительное
Рис. 155. Поковки, изготовляемые на гидравлических штам-
повочных прессах
количество поковок представляет собой комбинации, составлен-
ные из основных групп.
Группа I. Поковки, имеющие удлиненную форму цри незна-
чительной разнице площадей поперечных сечений и. штампуе-
мые соответственно за один, два перехода или выполняемые
секционной штамповкой. Яля изготовления поковок этой rpyn-
f78

пы необходимы подготовленные заготовки (периодической про-
каткой, вальцовкой, высадкой и T. д.).
Группа II. Поковки, изготовляемые осадкой в торец или осад-
кой с выдавливанием за один, два перехода или секционной
штамповкой.
Группа III. Поковки, изготовляемые осадкой с последующей
прошивкой за один переход.
Группа IV. Поковки, изготовляемые прессованием (методом
прямого и обратного выдавливания).
Группа V. Поковки, изготовляемые штамповкой с нрессова-
ВИЕМ.
в 40. СОСТАВЛЕНИЕ ЧЕРТЕЖА ПОКОВКИ
Таблица 41
Долускаемая разностенность для локовок группы IV. (размеры в мм)
ф. Й
щ СЭ
~о
еi с
O Ф
В Ф
$ О
Ф;~
1
О
М
О
C
3
й
~~( В
О
М
О
C
Ж
Внутренний
диаметр
Наружный
диаметр
Внутренний
диаметр
Наружный
диаметр
Чисто-
вой
Поков-
ки
Чието-
вой
Поков-
КН
Чисто- Поков-
вой ки
Чисто- Поков-
вой ки
700
800
900
1000
3 — 4
3
4 — 5
5 — 6
195
220
250
275
130
160
180
205
300
350
525
600
50
75
90
105
60
85
100
120
180
200
230
2Г0
145
175
190
215
85
115
125
165
75
105
120
10
6 — 7
7 — '8.
8 — 9
9 — 10
Э
П р и м е ч à s и е. Величина разностенности допускается равной О, 6 — 0,8 вами
нальной величины припуска на сторону.
179
Чертеж поковки, подлежащей изготовлению на гидравличе-
ском штамповочном прессе, составляют по тем же правилам,
что и чертеж поковки, изготовляемой на штамповочном молоте.
Величину припусков на поковки, штампуемые на гидравличе-
ских штамповочных прессах, рекомендуется определять по
табл. 29. допуски на поковки, напуски, наметки и плены обус-
ловлены теми же факторами, как и для молотовых поковок
(см. рис. 32) и могут быть определены по той же методике.
При перемещении подвижной траверсы гидравлических
штамновочных прессов по колоннам наблюдается большее
смещение оси верхнего штампа относительно оси нижнего
штампа по сравнению с другими штамповочными машинами.
Поэтому допуски на поковки, изготовляемые на гидравлических
штамповочных прессах, должны быть увеличены в 1,5 — 1,7 раза.
Штамповочные уклоны при штамповке на гидравлическом
прессе такие же, как и при штамповке на кривошипных
прессах.

При изготовлении поковок групп IV и Ч припуски назначают
с учетом получения разностенных поковок, так как здесь имеет
место (особенно, если поковки большой длины) смещение
штампа, т. е. смещение пуансона относительно матрицы.
Допускаемая разностенность для поковок групп IV u V
указана в табл. 41. Размеры радиусов закруглений определяют
исходя из величины среднего припуска. Нормальный ряд зна-
чений размеров радиусов закруглений следующий: 1; 2; 2,5;
3; 35; 4; 5; 6; 8; 10; 12; 15; 20; 25; 30; 35; 40; 45; 50 мм
и далее через 10 мм.
Для увеличения радиусов закруглений (для того, чтобы
облегчить заполнение углов поковки) необходимо по возможно-
сти вводить фаски на внешних и внутренних кромках чистовых
деталей.
В 4!. ПРОФИЛЬ, РАЗМЕРЫ ИСХОДИОЙ ЗАГОтОВиИ
И СПОСОБЫ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОКОВОК
Поковки группы I имеют удлиненную ось (рис. 155) и могут
быть отштампованы за один или два перехода.
3а один переход штампуют поковки, имеющие небольшую
разницу в размерах сечений, а также после предварительной
подготовки заготовок на другом оборудовании. 1~рупные поков-
ки типа коленчатых валов массой от 400 кг и выше обычно
штампуют секционным способом.
При секционной штамповке происходит последовательное
деформирование отдельных участков заготовки за несколько
ходов траверсы, что позволяет использовать прессы со значи-
тельно меньшими усилиям~и по сравнению с усилиями прессов
для штамповки обычным способом.
Заготовку, предварительно подготовленную свободной
ковкой, в зависимости от длины разбивают на две, три или
четыре секции, при этом каждую секцию штампуют самостоя-
тельно. Сечение и длину заготовки определяют по методике,
приведенной выше для штамповки на кривошипных прессах.
Поковки группы II изготовляют на прессе штамповкой в од-
ном или двух ручьях. Необходимость применения двух ручьев
вызывается незаполнением полости штампа. количество ручьев,
необходимых для качественного изготовления поковок, зависит
от профиля и соотношения размеров отдельных частей поковки,
которые способствуют или препятствуют течению металла в
нужном направлении.
Штамповку поковок, изготовляемых осадкой (рис. 155),
производят, как правило, без заготовительных ручьев.
При отсутствии прессов соответствующих усилий поковки
группы II типа дисков и вагонных колес изготовляют секцион-
ным методом.
180

Штамповку можно производить в штампе с двумя сек-
циями и более. На рис. 156 приведена принципиальная схема
штампа с двухсекционным пуансоном для изготовления поковок
типа дисков.
За первый ход траверсы заготовку осаживают в штампе до
размеров, определяемых предельным усилием пресса. Затем
траверса поднимается, и пластина 1 с помощью тяги 2 вдви-
гается под подвижный центральный пуансон 8. При втором
Рис. 156. Изготовление диска на штампе с двухсекционным
пуансоном:
а — предварительная осадка; б — штамповка внутренним пуансоном;
в — шта мповка наружным пуансоном
ходе траверсы на заготовку воздействует только центральный
пуансон 8, а так как площадь, на которую передается полное
усилие пресса, уменьшена, то происходит дальнейшая деформа-
ция заготовки. После подъема траверсы пластина 1 выдви-
гается, и происходит третий ход траверсы, при котором на-
ружным кольцевым пуансоном 4 деформируется периферийный
участок заготовки. При этом центральный пуансон может
свободно перемещаться вверх, не передавая усилия пресса на
заготовку до момента соприкосновения его верхней плоскости
с верхней плитой штампа. Гидравлический или пневматический
выталкиватель 5 служит для того, чтобы при поднятой тра-
версе пуансон 8 находился в нижнем положении и можно было
свободно вдвигать и выдвигать пластину 1.
Сечение и длину заготовки определяют по методике, при-
веденной выше для штамповки на кривошипных прессах.
181

ПокОвки группы III изготовляют на гидравлическом прессе
тройного действия за один ход. Осадку заготовки и прошивку
отверстия осуществляют на открытых бойках и в закрытых
штампах. На открытых байках обычно изготовляют поковки
массой более 20 кг. На рис. 157 приведена схема осадки заго-
товки и прошивки отверстия на открытых бойках.
Нагретую заготовку устанавливают на плиту стола
гидравлического пресса, после чего траверса с плитой и верхний
плунжер с пуансоном гидропресса начинают холостое движение
вниз до соприкосновения зеркала верхней плиты с заготовкой
(рис. 157,а). После этого траверсу и верхний плунжер пресса
б)
Рис. 15?. Схема осадки и прошивки заготовки в открытых бойках на гид-
равлическом прессе тройного действия:
1 — верхний пуансон; 2 —; 3 — исходная заготовка; 4—
нижняя плита стола; 5 — нижний пуансон; 6 — осаженная заготовка; 7 — пленка
переключают на рабочий ход, и верхний пуансон производит
осадку заготовки (рис. 157, б). Вслед за этим нижний плунжер
пресса, двигаясь вверх, производит пуансоном снизу вверх
наметку отверстия в заготовке (рис. 157, в), после чего прн дви-
жении вниз верхнего плунжера осуществляют встречную
наметку отверстия верхним пуансоном (рис. 157,г). При даль-
нейшем движении вниз верхний пуансон просекает перемычку,
оставшуюся в отверстии заготовки (рис. 157, д). При перемеще-
нии верхнего плунжера вниз нижний плунжер перемещается в
исходное положение.
Поковка, изготовленная по описанной схеме, подвергается
дальнейшей прокатке на кольцепрокатном стане (с одного
нагрева или с промежуточным подогревом в зависимости от
организации производства и планировочных решений на данном
участке цеха).
Осадку заготовки и прошивку отверстия в закрытых штам-
пах без выделения аблая производят по схеме рис. 157. На
рис. 158 приведены переходы при штамповке кольцеобразных
поковок (рис. 159) с указанием размеров и допусков.
Исходной величной для определения размеров заготовки
является объем поковки плюс объем пленки и плюс отход на
угар металла. Длина заготовки составляет 1„, & t 2 5d (Ш
диаметр заготовки).
182

Поковки группы IV. Поковки типа полых стаканов (рис. 160)
изготовляют на гидравлическом прессе за два или три перехода.
Подобные поковки можно изготовлять на кривошипном прессе.
Однако для этой цели потребуется пресс специальной кон-
струкции, который имеет большой ход и предохранительное
устройство в виде гидравличе-
ской подушки. Такой пресс имеет
сложную конструкцию и являет-
ся дорогостоящим.
Заготовку выбирают, как пра-
~Ъ
вила, квадратного сечения. Ее
длина может быть равна четы-
рехкратному размеру стороны
квадрата. При этом диаметр
приемника матрицы (рис. 161)
зависит от размера диагонали
квадрата горячей заготовки; за-
зор между ними составляет 0,5—
1 мм. Такое соотношение разме-
ров исключает изгиб заготовки
вдоль ее продольной оси, а так-
Рис. 158. Переходы при
штамповке кольцеобраз-
ных поковок на гидрав-
лическом прессе тройного
действия:
1 — исходная заготовка;
2 — осадка заготовки; 3—
двухсторонняя ' глухая про-
шивка; 4 — просечка плен-
ки; 5 — пленка
Рис. 159. Поковка, получен-
ная после раскатки на спе-
циальной машине, показан-
ной на рис. 290
же обеспечивает правильную ее фиксацию по отношению к оси
пуансона.
При обратном выдавливании с увеличением давления пуан-
сона металл плотно заполняет приемник матрицы и направ-
ляется в открытую кольцевую полость между пуансоном и
стенками матрицы (в сторону наименьшего сопротивления)
или в пустотелую полость пуансона.
Пустотелые цилиндрические поковки с большим отношени-
ем высоты к диаметру или к стороне квадрата изготовляют за
два перехода. За первый переход- происходит заполнение при-
183

емника матрицы металлом, предварительная наметка пустоте-
лой части и создание центрирующего бурта. За второй переход
происходит процесс прямого и обратного истечения до образо-
вания поковки заданных размеров (см. рис. 160).
Рис. 160. Переходы при штамповке выдавливанием
поковок типа полых стаканов:
а — заготовка; б — штамповка в предварительном и в—
в окончательйом ручьях
Длину заготовки определяют по формуле
~заг
~'эаг
~заг
где V„,— объем заготовки, определяемый как сумма объемов
поковки и угара металла;
S„, — сечение заготовки, определяемое по наружному диа-
метру поковки.
Поковки типа стаканов или полые с фланцем изготовляют
за два перехода.
За первый переход производят осадку заготовки до размера,
равного диаметру фланца, за второй образование втулки пря-
мым выдавливанием и формовка фланца.
Поковки группы IV можно изготовлять на одном прессе в
многоручьевом штампе или с помощью расчлененного процесса,
в котором каждый штамповочный переход выполняют на от-
дельном прессе, устанавливаемом в поточную линию.
При массовом производстве поковок обычно применяют
расчлененный процесс, в котором каждый штамповочный пере-
184

ход имеет штампы, конструкция которых отличается друг от
друга.
На рис. 162 приведен штамп, предназначенный для оконча-
тельного перехода штамповки — калибровки. Процесс калибров-
ки в окончательном ручье происходит следующим образом.
Поковка, поданная в штамповое пространство пресса, при
ходе пуансона вниз проталкивается через калибровочное
кольцо 8 и приобретает при этом окончательные размеры.
После того как пуансон достигнет своего нижнего предела, он
возвращается в исходное положе-
ние. При обратном ходе ползуна
пресса съемник 11 захватывает
верхнюю часть поковки 12 и снима-
ет ее с пуансона. Штамп оборудо-
ван двумя одинаковыми пуансона-
ми. За время подачи новой заго-
товки положение пуансона изме-
няется.
При движении пуансона 7 вниз,
в полость штампа, другой пуансон 6
погружается в одну из ванн 9, 10 с
охлаждающей водой, расположен-
ных с обеих сторон матрицы. Кро- Рис. 161. Расположение
ме того, каждый пуансон охлаж- квадратной заготовки
дается с внутренней рабочей поверх-
в матрице
ности водяной струей. Благодаря
такому двойному охлаждению можно поддерживать в нужных
пределах температуру пуансона.
Горизонтальное перемещение пуансонов осуществляется при
помощи специального приспособления 2, смонтированного на
траверсе пресса 1. Приспособление имеет пневматический
цилиндр 8. Поршень этого цилиндра соединен посредством
штока 4 с передвижной кареткой 5, в которой закреплены
пуансоны.
Подобную схему конструкции штампа применяют и для
предварительной штамповки.
Поковки группы V изготовляют на гидравлических прессах
двойного действия с предварительной подготовкой заготовки на
гидравлическом ковочном прессе или на ковочном молоте.
Подготовленную заготовку (наружный контур ее подобен кон-
туру поковки) нагревают до ковочной температуры и устанав-
ливают в нижнюю половину штампа (рис. 163), после чего
траверса пресса с верхней половиной штампа совершает ход
(первое действие) до положения, при котором штамп будет
находиться в сомкнутом состоянии. В этот момент включаются
в работу горизонтально расположенные цилиндры.
Пуансоны, укрепленные к плунжерам, перемещаются в
горизонтальном направлении и одновременно с обеих сторон
185

внедряются в тело заготовки, в результате чего металл запол-
няет полость ручья штампа.
Рис. 162. Схема калибровочного штампа гидравлического пресса
Рис. 163. Схема штамповки на
гидравлическом прессе двойного
действия:
1 — FOpHSOHT8dIbHh!6 цилиндр; 2, 7
плунжеры; 3, б —; 4 — под-
вижная траверса', 5 — верхняя поло-
вина штампа; 8 — горизонтальный
цилиндр; 9 — стол; 10 — нижняя по-
ловийа шта мпа; 1( — поковка
11 1д
Объем заготовки определяют как сумму объемов поковки и
угара металла, прн этом следует учитывать отходы металла,
получаемые прн свободной ковке во время предварительной
подготовки заготовки.
86

P,~=РИ,
где P — усилие кривошипиого ковочно-штамповочного пресса, ко-
торое определяется по формуле, приведенной в гл. Vl;
k — коэффициент, учитывающий интенсивное охлаждение
заготовки в процессе изготовления поковки и завися-
щий от типа пресса и сложности поковки
Примерные величины коэффициента k приведены в табл. 42.
Таблица 42
Примерные величины коэффициента Й в зависимости от типа
гидравлического штамповочного пресса и группы сложности поковок
Гидравлические штамповочн ые прессы
Усилие
кривошипн ого
КОВОЧНО-
штамповочнОГО
пресса в Мн (до)
обыкновенные
Группы сложности поковок
I I I — V
III — V
1,2
1,3
1,5
1,8
1,0
1,4
1,2
1,3
1,1
1,2
1,3
1,5
10
20
40
63
1,1
1,2
1,3
1,4
1,2
1,3
1,5
1,7
1,3
1,4
1,7
2,0
187
Гидравлические штамповочные прессы характеризуются
одинаковым усилием в любой точке хода траверсы. Максималь-
ное усилие при штамповке определяют в момент окончания
процесса деформации металла, когда поковка приобретает
наибольшие размеры в плане, а из излишка металла образуется
облай.
Усилие гидравлического штамповочного пресса может быть
рассчитано по формуле для определения усилия механического
штамповочного пресса с учетом соответствующего поправоч-
ного коэффициента.
Гидравлические штамповочные прессы по сравнению
с механическими прессами являются тихоходными, в результате
чего время пребывания заготовки (полуфабриката) на нижней
половине штампа значительно больше, чем при штамповке на
механических прессах. Вследствие этого заготовка остывает
более интенсивно. Последнее обстоятельство особенно заметно,
когда поковка имеет небольшую высоту и штампуется за
несколько переходов с выделением металла в облай. Чем боль-
ше усилие пресса, тем больше относительное время пребывания
заготовки на нижней половине штампа. Эта зависимость прояв-
ляется в меньшей степени при безоблойной штамповке, так как
облай остывает значительно быстрее, чем основная масса
металла.
Усилие гидравлического штамповочного пресса определим
по формуле

ф 43. ОРГАНИЗАЦИЯ РАБОТЫ НА ГИДРАВЛИЧЕСКИХ
ШТАМПОВОЧНЫХ ПРЕССАХ
Производительность гидравлического штамповочного пресса
зависит от правильного расположения оборудования в агрегате
и механизации процессов штамповки.
Яля гидравлических штамповочных прессов, как правило,
нагревательную печь устанавливают с левой стороны, а обрез-
ной или протяжной пресс — с правой стороны рабочего фронта
Рис. 164. Схема расположения оборудования в агрегате штам-
повочного гидравлического пресса:
1 — тара для заготовок; 2 — индукционный нагреватель; 8, 5, 7—
цепные транспортеры; 4 — гидравлический щтамповочный пресс; б—
гидравлический калибровочный пресс; 8 — тара для поковок
пресса. При использовании мелких и средних прессов отштам-
пованная поковка выдается сбоку и сбрасывается на транспор-
тер. На рис. 164 приведена схема расположения оборудования
в агрегате гидравлического штамповочного пресса.
Процесс изготовления поковки протекает следующим обра-
зом. Нагретая заготовка из индукционного нагревателя 2
выдается на цепной транспортер 8, который передает ее
к штамповочному прессу 4. После штамповки поковка сбрасы-
вается на транспортер 5, который доставляет ее на калибровоч-
ный пресс 6. После калибровки поковка сбрасывается на
транспортер 7. Последний доставляет поковку в тару 8.

Глава IX
ОБРАБОТКА ПОКОВОК НА ОБРЕЗНЫХ ПРЕССАХ
ф 44. СУЩНОСТЬ ПРОЦЕССА И ХАРАКТЕРИСТИКА ПРЕССОВ
Штамповку на молотах и прессах производят преимуществен-
но в открытых штампах. Штамповка сопровождается образова-
нием аблая. Если поковка имеет сквозное отверстие, то в процес-
се штамповки она получается с наметкой и пленкой той или иной
формы. Обрезку поковок по контуру, т. е. обрезку аблая и про-
шивку отверстий, осуществляют в специальных штампах на
обрезных прессах — в холодном или горячем состоянии. Так как
производительность обрезных прессов выше производительности
штамповочных молотов, целесообразно обрезку поковок произ-
водить в холодном состоянии. При этом два обрезных пресса
могут обслужить три штамповочных молота.
Холодную обрезку и прошивку рекомендуется применять для
поковок из углеродистых (до 0,45 С) и низколегированных (до
0,25'/О С) сталей, которые изготовляют на штамповочных моло-
тах с массой падающих частей до 1500 кг, если они после обрез-
ки не требуют дальнейших последовательных операций в горя-
чем состоянии. Обрезку поковок в холодном состоянии осуще-
ствляют на специальном обрезном прессе, который установлен
на отдельном участке цеха.
Горячую обрезку и прошивку рекомендуется применять для
поковок из высокоуглеродистых сталей, которые изготовляют
на штамповочных молотах с массой падающих частей свыше
1500 кг.
Если поковки из низкоуглеродистых сталей изготовляют на
штамповочных молотах с массой падающих частей не более
1500 кг и после обрезки следует калибровка, гибка и правка в
горячем состоянии, то при этом обрезку и прошивку следует так-
же производить в горячем состоянии. Обрезку и прошивку поко-
вок в горячем состоянии производят с одного нагрева на обрез-
ном прессе, расположенном в штамповочном агрегате. Число
ходов кривошипных ковочно-штамповочных прессов в 2 — 3 раза
больше числа ходов соответствующих обрезных прессов.
189

Если поковку штампуют за один или два перехода, то обрез-
ной пресс будет лимитировать производительность штамповоч-
ного пресса. Поэтому при изготовлении поковок на кривошип-
ных ковочно-штамповочных прессах следует выбирать обрезной
пресс с соответствующими усилием и производительностью. Об-
резку и прошивку всей номенклатуры поковок рекомендуется
производить в горячем состоянии.
Рис. 165. Обрезной пресс
Для обрезки поковок применяют, как правило, кривошипные
прессы и только для особо крупных поковок применяют гидрав-
лические прессы усилием более 16 Мн (1600 Т),.
Кривошипные прессы изготовляют двух типов: только с цен-
тральным ползуном и боковыми окнами и с центральным и бо-
ковым ползунами.
Пресс с боковым ползуном следует применять только в осо-
бых случаях, когда это необходимо по условиям технологии
штамповки.
На рис. 165 приведен обрезной пресс с боковыми окнами.
К, основным узлам пресса относится станина 1, стол 2, шатунно-
кривошипный механизм 4, центральный ползун 3, зубчатая пере-
дача 5, электродвигатель б, промежуточный вал 7 и муфта вклю-
чения 8.
190

кой, нарезная часть которого
ввинчена в верхнюю часть, а
шаровая головка с помощью
кольца и шаровой опоры за-
креплена в шатуне. Такая кон-
струкция шатуна позволяет
производить регулировку за-
крытой высоты штампового
пространства.
Рис. 166. Последовательный
штамп:
1 — обрезной; 2 — правочный
ф 45. ВЫ6ОР ТИПА ШТАМПА
Холодную обрезку и про-
шивку поковок рекомендуется
производить в отдельных про-
стых штампах, размещенных
на двух прессах. При этом обе-
спечивается более рациональ-
ное использование оборудо-
вания.
б 5
Рис. 167. Совмещенный штамп:
1 — поковка; 2 — обрезной пуан-
сон; 3 — обрезная матрица; 4
прошивной пуансон; 5 — съемник;
б — башмак
Рис. 168. Последовательный
штамп:
1 — обрезной; 2 — прошивной
Если необходима только обрезка аблая по контуру, то следует
применять простой штамп. Если же после обрезки следует прав-
ка, гибка, калибровка и т. д., то рекомендуется применять по-
следовательный штамп (рис. 166). Когда необходима обрезка
по контуру и прошивка одного отверстия, применяют совмещен-
ный штамп (рис. 167). Если нужна обрезка по контуру и про-
шивка нескольких отверстий, следует применять последователь-
ный штамп (рис. 168). Если необходимы обрезка по контуру,
прошивка нескольких отверстий, а также другие операции в
191
Кнопочное управление имеет переключатели, которые позво-
ляют работать на единичных ходах и в режиме автоматического
цикла. Шатун — разъемный; нижняя его часть представляет
собой винт с шаровой голов-
г 1

горячем состоянии (правка, гибка, калибровка), то следует при-
менять простые штампы, размещенные на двух прессах.
Для обрезки и прошивки поковок применяют штампы различ-
ной конструкции.
ф 46. ОБРЕЗНЫЕ ШТАМЙЫ
Обрезные штампы подразделяют на штампы для холодной и
горячей обрезки поковок.
Рис. 170. Штамп для холод-
ной обрезки с креплением
матрицы винтами:
1 — матрица; 2 — пуансон;
3 — державка пуансона; 4
клин пуансона; 5 — винты
для крепления матрицы; 6
башмак; 7 — регулировочный
винт
Рис, 169. Штамп для холодной
обрезки с креплением матрицы
при помощи клина:
1 — матрица; 2 — пуансон; 3
державка пуансона; 4 — клин пу-
ансона; 5 — клин матрицы; о
башмак; 7 — прихват; 8 — болт
Штампы, имеющие низкие башмаки, предназначены для хо-
лодной обрезки, а штампы, имеющие высокие башмаки, для го-
рячей.
Штампы для холодной обрезки бывают различных конструк-
ций, которые обусловлены формой и размером обрезаемой по-
ковки. На рис. 169 приведен штамп для холодной обрезки с
креплением матрицы с помощью клина. Такие штампы применя-
ют в тех случаях, когда матрица цельная или состоит из двух
секций, а зазор между пуансоном и матрицей б ) 0,5 мм.
На рис. 170 приведен штамп для холодной обрезки с крепле-
нием матрицы винтами. Такие штампы применяют для поковок
сложной конфигурации, когда матрица состоит из нескольких
192

секций, а зазор между пуансоном и матрицей б ) 0,5 мм. На
рис. 171 приведен штамп для холодной обрезки с направляю-
щими колонками. Такие штампы применяют для точной обрезки,
когда зазор между пуансоном и матрицей Ь ( 0,5 мм.
8
9
Ю
Рис. 171. Штамп для холодной обрез-
ки с направляющими колонками:
1 — винт для крепления матрицы; 2—
направляющая колонка; 8 — резиновый
съем ник; 4 — направляющая втулка;
5 — державка пуансона; 6 — винт для
крепления пуансона; 7 — пуансон; 8—
матрица; 9 — регулировочный болт;
10 — башмак
Рис. 172. Штамп с направляющи-
ми колонками для горячей обрез-
ки одновременно двух поковок
Штампы для горячей обрезки бывают различных конструк-
ций. Штампы с креплением матрицы с помощью клина обычно
применяют при зазоре между пуансоном и матрицей p ) 0,5 мм.
Штампы с направляющими колонками и креплением матрицы
винтами применяют при зазоре между пуансоном и матрицей
ба0,5 мм.
На рис. 172 приведен штамп с направляющими колонками
для горячей обрезки одновременно двух поковок. Обрезная мат-
рица имеет два рабочих контура. Расположение и размеры
13 Заказ 401 193

последних в плане соответствуют размерам окончательной ручье-
вой вставки штампа для горячей штамповки.
Закрытую высоту штампа (рис. 173) найдем из выра-
жения
где Н р — закрытая высота пресса;
Н„ — высота подкладной плиты.
Рис. 173. Схема для определения высоты элементов
обрезного штампа:
1 — ползун пресса; 2 — подкладная плита; 8 — стол пресса
Закрытую высоту пресса определяют из равенства
H„p Н„„+Н,+Н.+Н,+ (H„— l),
где Нб — высота башмака;
Н вЂ” высота матрицы;
На — высота державки.
Эти величины определяют конструктивно или подбирают по
соответствующим нормалям.
Высоту пуансона определяют из уравнения
Н„„= (H +l) — (H~+Н„+Hq),
где l — величина углубления нижней кромки пуансона в мат-
рицу;
l =- (3 —:5)IE,;
Ь, — толщина облоя.

допустимая закрытая высота пресса должна составлять от
Н„=Н,,„+ (5 —:15) мм до Н„=Н вЂ” (5 —:15) мм.
Величина полной регулировки пресса
Н,=H,
Основные детали обрезных штампов. Матрицы бывают
цельные и составные и предназначены для обрезки поковки по
ее наружному контуру. Е~ельные матрицы применяют преиму-
щественно для поковок круглой формы. Яля поковок более
По чгрлю~ф&l
Рис. 174. Составная обрезная
матрица
сложной формы применяют составные матрицы, что значительна
упрощает их изготовление. На рис. 174 показана составная мат-
рица. По контуру обрезки она имеет окно с уклоном 5' для сво-
бодного прохода поковки. Сверху матрицы находится поясок l,
на который укладывают поковку. Ширина пояска равна пример-
но ширине мостика облоя, а высота составляет 1 — 1,5 толщины
облоя. Наличие такого пояска сохраняет размер матрицы при
возобновлении ее шлифовкой.
Размеры основных элементов матрицы зависят от толщяим
облоя и приведены в.табл. 43.
Пуансон служит для проталкивания поковки через обрезную
матрицу.
Рабочий контур пуансона изготовляют по провальному отвер-
стию в матрице с зазором за счет пуансона. Ниже приведена
13* ХУЙ

величина зазора для плоских поковок или плоских элементов
(рис. 175):
До 5 5 — 10 10 — 20 20 — 24 24 — 30 Свыше 30
0,3 0,5 0,8 1,0 1,2 1,5
hвмм.
Ь ВМЯ.
Таблйца 43
Основяые конструктивяые элементы обрезной матрицы в мм (cM. рис. 174)
Толщина облоя
в мм
min
50
55
60
10
12
15
35
40
50
До 1,6
1,6 — 4,0
Свыше 4,0
30
35
40
Для поковок, круглых в сечении, или круглых элементов
(рис. 176) величина зазора следующая:
D в мм...... До 20 20 — 30 30 — 48 48 — 59 59 — 70 Свыше 70
Овмм...... 03 05 08 10 12 15
Рис. 176. Зазор между пуансоном
и матрицей при обрезке круглых
в сечении поковок
Рис. 175. Зазор между пуансоном
и матрицей при обрезке плоских
поковок
Рабочую фигуру пуансона изготовляют по чертежу поковки
для штампа, т. е. по чертежу горячей поковки, причем в нем, в
местах переходов предусматривают зазор б, равный половине
положительного отклонения допуска на соответствующий размер
поковки плюс 0,3 — 0,5 мм (рис. 177).
Прилегание поверхностей пуансона к поверхностям поковки
достигается подгонкой пуансона: при холодной обрезке — по
поковке, а при горячей обрезке — по свинцовой отливке с поло-
196

сти ковочного штампа. Форму и размеры хвостовика пуансона и
других элементов крепления определяют по соответствующим
размерам, указанным в нормалях на державки и места крепле-
ния ползуна пресса. Съемники служат для снятия аблая с пуан-
сона. Их применяют в тех случаях, когда пуансон заходит в про-
вальное окно матрицы при наличии малых зазоров между пуан-
соном и матрицей. Для холодной обрезки при длине поковки до
250 мм рекомендуется использовать резиновый съемник
(рис. 171). При длине поковки более 250 мм и относительно
большой их высоте для
холодной и для горячей
I
обрезки рекомендуется
применять верхний
пружинный съемник.
Если высота свобод- р
ного пространства (ме-
жду матрицей и съем-
/
ником) h~)h„+ (10 —:
—:15) мм и зазор 6 =
= 0,5 —:1,0 мм (см.
рис. 173 и 178), то сле- Рис. 177. Зазор между пуансоном
И ПОКОВКОЙ
дует применять съем-
ные лапы (см. рис. 172).
При высоте свободного пространства hi & t; „+ 15 в ”: 0) м
зазоре 6 & t; ,5 мм след ет использов ть жест ий съем ик
пружинах.
Если высота свободного пространства Й1 ) h„+ (15 —:20) м~
и зазор 6 & t; ,5 м, то устанавлив ют жест ий съем ик на р
порных трубках (см. рис. 173).
Кроме рассмотренных основных деталей, обрезные штампы
имеют много других, например державки для пуансонов, баш-
маки для матриц, клинья для крепления пуансонов и матриц, на-
правляющие колонки, направляющие втулки, винты для креп-
ления пуансонов и матриц, регулировочные болты, прихваты,
пружины съемников, распорные втулки и установочные шпиль-
ки. Все перечисленные детали гостированы или предусмотрены
ведомственными нормалями.
ф 41. ПРОШИВНЫЕ ШТАМПЫ
Прошивные штампы применяют для удаления внутренней
пленки в поковках и получения в них сквозных отверстий.
Яля прошивки поковок с одним отверстием при величине за-
зора Ь ) 1,5 мм применяют прошивной штамп простейшей кон-
струкции с креплением матрицы с помощью клина и с жестким
съемником на распорных трубках (рис. 178).
Такая конструкция штампа может быть применена, когда за-
крытая высота штампа Н позволяет обеспечить зазор z )
197

& t; 10 в ”: 5) м в слу ае свободн го прохожде ия поко ки (
в пространство между матрицей и съемником (h&gt
Если при тех же условиях зазор z меньше 10 — 15 мм, то при-
меняют прошивной штамп с жестким съемником на распорных
трубках (рис. 178). При одновременной прошивке одного или
нескольких отверстий при величине зазора б ( 1,5 мм применя-
ют прошивной штамп с направляющими колонками, с креплени-
ем матрицы и пуансона винтами и сО съемником той или иной
конструкции в зависимости от высоты поковки (рис. 179).
Рис. 178. Прошивной штамп с жестким съемником
на распорных трубках
Если при тех же условиях необходимо применить верхний
съемник, то используют прошивной штамп с направляющими
колонками.
Зазор между прошивным пуансоном и матрицей о устанавли-
вают в зависимости от конструкции поковки и ее наметки. На-
лрнмер, при прошивке по схеме, приведенной на рис. 180, вели-
чина зазора б = h tg а — 0,5 мм, но в пределах 0,5 — 3,0 мм.
Основные детали прошивных штампов. Матрицы должна на-
дежно центрировать поковку в своей полости. Ее опорная по-
верхность должна соответствовать конфигурации опорной по-
верхности поковки, при этом должно быть обеспечено наимень-
юее коробление поковки.
Размер провального отверстия матрицы должен обеспечить
свободный провал высечки. Зазор 6 между поковкой и матрицей
по ее центрирующей части должен быть равен половине положи-
тельного отклонения допуска на соответствующий размер с по-
ковки (рис. 181). Поверхности матрицы, которые не центруют
иоковку, имеют зазор
6,=6+0,5 мм.
У98

Рис. 179. Прошивной штамп
с направляющими колонка-
ми и с жестким съемником
на пружинах
Рис. 180. Схема прошивки отвер-
стия с большим зазором между
прошивным пуансоном и матрицей
Величина усадки определяется температурой поковки в мо-
мент прошивки.
крепление пуансона к державке осуществляется различными
способами. Наиболее надежными способами крепления являют-
Рис. 181. Схема расположения поковки в прошивной
матрице
ся крепления с помощью «ласточкина хвоста» и клина и с помо-
ЩЬЮ ВИНТОВ.
199
Рабочий контур и размеры прошивного пуансона выполняют
по контуру и размерам прошиваемого отверстия в поковке.
Величину зазора между пуан-
соном и матрицей выполняют за
счет отверстия матрицы. При го-
рячей прошивке отверстий разме-
ры рабочей части прошивного
пуансона должны быть увеличе-
ны на величину усадки.

ф 48. СОВМЕЩЕННЫЕ И ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫЕ ШТАМПЫ
Совмещенные штампы служат для одновременного вы-
полнения двух операций за один ход ползуна пресса. Kaz пра-
вила, совмещенные штампы применяют для обрезки и прошивки
пОкОВОк.
Принцип действия совмещенного штампа для одновременной
обрезки и прошивки круглых в плане поковок с одним отвер-
стием показан на схеме (рис. 182). С правой стороны от оси
изображен штамп в мо-
мент, когда ползун
пресса находится в по-
I ложении начала обрез-
ки; с левой стороны от
оси показано оконча-
ние обрезки и прошив-
Ei ки. Как видно из схе-.
мы, вначале осуществ-
ляется обрезка поков-
ки по контуру, а затем
прошивка пленки.
Применяют совме-
щенные штампы раз-
личных конструкций в
зависимости от конфи-
Рис. 182. Принцип действия комбинированного гурации и размеров по-
~'~""~ дл" ~~"~време""ой о~ренин H про~ни ковки. для поковок,
ки круглых в плане поковок:
коуглых в плане
1 — положение в момент окончания обрезки н прошив-
ки; 11 — положение в момент начала обрезки; ! — (pHC. 182), С Наружным
поковка; 2 — облой; 3 — ; 4 — обрезной
пуансон; 5 — обреанан матрица; б — прошивной диаметром 100 500 мм
пуансон и внутренним 60—
400 мм, когда исполь-
зуют цельную матрицу и когда зазоры между пуансоном и мат-
рицей и между прошивником и пуансоном б& t и бй ра ны ме
собой или больше 1 мм, применяют штамп, приведенный на
рис. 183.
Если 61(1, применяют съемник; если б~ (О,Й мм, приме-
няют выталкиватель внутреннего аблая (пленки).
Яля круглых в плане поковок (или для поковок, форма ко-
торых близка к круглой) при диаметре прошивки менее 60 мм
или при необходимости точного центрирования поковки и жест-
кого допуска на эксцентричность прошивки применяют совме-
щенные штампы (рис. 184).
Принципиальное отличие такого штампа, показанного на
рис. 83, заключается в том, что обрезной пуансон 1 крепят к
нижнему башмаку 2, а прошивной пуансон 8 и обрезную матри-
цу 4 — к верхнему башмаку 5. При этом поковку помещают не
на матрицу (как на рис. 183), а на обрезной пуансон. При такой
200

конструкции штампа прошивной пуансон и обрезная матрица
соприкасаются с горячей поковкой только в момент прошивки и
обрезки, что увеличивает срок их службы.
При прошивке двух отверстий и более, а также для поковок,
требующих применения разъемной матрицы, используют совме-
щенные штампы.
Рис. 184. Совмещенный штамп
для круглых в плане поковок
с диаметром прошиваемого от-
верстия менее 60 м.~
Рис. 183. Совмещенный штамп
для круглых в нлане поковок
с наружным диаметром
до 500 мм
Нх
Н
~репах
ход ползуна обрезного пресса;
максимальная закрытая высота обрезного пресса, т. е. расстояние
от ползуна до стола при ходе вниз и регулировке вверх;
закрытая высота обрезного пресса для установки совмещенных
штампов;
закрытая высота штампа;
величина сдвига поковки при обрезке и прошивке;
высота подштамповой плиты;
толщина наружного облоя;
толщина внутренней пленки;
нпр
Ншт
l
Нпл
О К
~0'8
20!
При определении высоты отдельных элементов совмещенного
штампа исходят из характеристики соответствующего обрезного
пресса. Для расчета приняты следующие обозначения (рис. 185):

HnN
Нст
&gt
gg
~бш
Нб
Н,
На основании принятых обозначений определяют высоту ос-
новных элементов совмещенного штампа; при этом исходят из
того, чтобы были обеспечены согласованное действие рабочих
деталей штампа и качественная обрезка-прошивка.
Закрытая высота обрезного пресса
Н„„= ̈́— (15 —:- 20) мм;
закрытая высота штампа
величина сдвига поковки при обрезке и прошивке
1 = 2h, „+ h,, + (15 —: 20) мм;
высота пуансона
Н„„= (Н -+- 1) — (Н~„,+Н„+На) мм;
высота стойки
Н, = (Нб +H ) — (Не+Н„р+Х+7) мм;
ход выбрасывателя
х,е = 1 + а, + и hi%
'202
Нм
Од
д
Нлрш
Н„
к
~тяр
~2
Иск
2
t
~т
+eoA
Но.м
~2
— расстояние от линии разъема до точки нижней пленки, лежащей
на пересечении контура прошивки с контуром наметки;
— расстояние от линии разъема до опорной поверхности соприкос-
новения выбрасывателя;
— высота пуансона;
— высота стойки;
— ход выбрасывателя;
— зазор между выбрасывателем и поковкой;
— высота нижнего башмака под обрезную матрицу;
— высота нижнего башмака под стойку прошивного пуансона;
— высота нижнего башмака под коромысло (в нижнем его поло-
жении);
— высота матрицы;
— высота верхнего башмака;
— высота верхнего башмака под обрезной пуансон;
— высота прошивного пуансона;
— высота коромысла;
— высота коромысла под выбрасыватель;
— высота свободного хода тяги;
— расстояние между центрами паза скобы;
— высота скобы;
— высота гайки;
— высота заплечика скобы;
— высота тяги выбрасывателя;
— высота головки тяги выбрасывателя;
— высота облойного магазина;
— высота от гайки тяги до скобы при нижнем положении ползуна
пресса;
— высота от коромысла до головки тяги при нижнем положении
ползуна пресса.

[z~ = 10 —: 20 мм, а = Й„, — для поковок, имеющих центрирую-
щий бурт со стороны выбрасывателя; а = (0,5 —: 0,7)Й„, для по-
ковок, имеющих гладкую поверхность со стороны выбрасы-
вателяя].
Рис. 185. Схема для определения высоты элементов совмещенного
штампа
Найденное значение х,6 проверим по формуле
Нб — (Нб+Н„+x, ) =-15 —:25 мм.
Высоту выбрасывателя найдем из выражения
Н„~ — — Н„,,— (Н6+Н,+ Н„„+Нз+з1) ми.
Величина свободного хода тяги
х„, = Н, — (h, + х,б) мм,
где hp — подбирают исходя из конструктивных соображений или
по соответствующим нормалям.
203

Длина тяги выбрасывателя
l= (Н+х„,+t) — (Н„+20) мм.
Полученный результат 1 проверим по формуле
z,=H~~ — (Н~+Н„+Н«„+1,„+10))~15 мм.
Величину Н,„принимают по соответствующим нормалям и
проверяют по формуле
z, = Н„, — (Н,„+ Н~+ Н ) )~ 15 мм .
Остальные размеры эле-
ментов совмещенного штам-
па принимают исходя из
конструктивных соображе-
ний или по соответствую-
щим нормалям.
Последовательные штам-
ф (( пы служат для последова-
I I тельного выполнения двух
операций за два хода ползу-
на пресса. Наибольшее при-
менение эти штампы нашли
для обрезки и прошивки по-
"30' ковок. На рис. 186 приведен
такой штамп для прошивки
пленки сдвоенной поковки и
обрезки аблая.
ф 49. ОПРЕДЕЛЕНИИ УСИЛИЯ
ОБРЕЗКИ
И ВЫБОР ОБРЕЗНОГО ПРЕССА
Усилия обрезки опреде-
ляют отдельно для наруж-
ного и внутреннего аблая, а
при наличии одновременной
обрезки и прошивки в со-
вмещенном штампе усилия
суммируют.
Расчетное усилие обрез-
ки или прошивки в Мн on-
Рис. 186. Последовательный штамп для
прошивки и обрезки сдвоенных поковок
204
ределяют по формуле [9]
Р„=Яйт, й 10 6,
где S — периметр среза в мм;
t — фактическая толщина среза в мл;
а,р — сопротивление сдвигу данной стали при температуре
обрезки в Мн(м' (может быть выражено через предел
прочности на растяжение: g,ð = 0,8а, Мн(м');

Й вЂ” коэффициент, учитывающий затупление режущих кро-
мок инструмента; принимается равным Й = 1 5 —: 2
(практически следует принимать большей величины).
Толщина среза для наружного облоя t = (z + х) лм
(z определяют графически по линии среза, как указано на
рис. 187, х положительное отклоне
ние допуска на поковку).
Толщина среза для прошиваемого
внутреннего аблая
t'=z'+x+U мм,
zi — определяют рафичесж IIG JIH-
нии прошивки (рис. 187)1 толщина o5pesaeMoro о6
U — допуск на износ выступа под лоя и прошиваемой
наметку в штампе; принимает-
пленки
ся равным 5 — 10 мл.
Подставляя в формулу для усилия обрезки или прошивки по-
ковки величины а,р и Й, получим
Рр — — И 0,8à,2 10 6;
Рр = 16Sto, 10
Ниже приведены значения а, в Мн)м' (1 Мн(м' = 0,1 кГ~мм')
для различных сталей при температуре холодной обрезки.
320 †4
Значения о, в Мн)м' для различных сталей при температуре
(800 — 750' С) горячей обрезки следующие:
Конструкционные углеродистые, содержащие до 0,25% С (10;
20; Ст.2)
Конструкционные углеродистые, содержащие более 0,25% С,
или низколегированные, содержащие до 0,25% С (45; 20Х;
Ст ~1
Конструкционные низколегированные, содержащие более
0,25% С (40Х; 45ХН)
Высоколегированные конструкционные (ШХ15; 45ХНМА)
Легированные инструментальные (3XB8; 7X3)
100
120
150
200
20
При выборе обрезного пресса следует учитывать коэффици-
ент запаса, принимаемый обычно равным 1,25.
Приведем пример расчета обрезного пресса.
205
Углеродистая Ст. 1
Обыкновенного качества:
Ст. 2
С
т, 3
Ст. 4
Ст. 5
Ст.6 ..
340 — 420
380 — 470
420 — 520
500 — 620
600 †7
Углеродистая качественная:
1 О.
2 P e ° ° ° ° ° ° ° ° °
3
О.
4 .
О.
° °
4 5 . а ° ° ° ° ° ° ° °
320
400
480
720
600 †7

Пример. Требуется определить усилие пресса для горячей обрезки облоя
и прошивки пленки поковки из стали 40Х (рис. 188).
1. Определить усилие пресса для обрезки наружного облоя.
Периметр среза S = 438 мм = 0,438 м.
При толщине облоя 2 мм н радиусе закругления 1,5 мм z = 4 мм;
положительное отклонение допуска на поковку х = 1,5 мм; фактическая тол-
щина среза t = 4+1,5=5,5 мм;
20 а, — 150 Мн/мз
Находим усилие для обрез-
ки или прошивки
ФЯО
Рр=16.438 5,5 150 10
=0,58 Мн (58 Т).
Усилие пресса
P = 1,25 ° 0,58 = 0,72 Мн (72 Т).
2. Определяем усилие прес-
са для прошивки внутренней
пленки.
Периметр среза $' = 36я=
= 113 мм; при толщине пленка
8 мм и радиусе закругления
8 мм z = 14 мм; положитель-
ное отклонение допуска на по-
ковку х = 15 мм; допуск на
износ выступа под наметку в
штампе U = 7,5 мм
Фактическая толщина сре-
за
t'=14+ 1,5+7,5=
АА =23 мм=0,023 м.
Ф
Усилие Р~
P =- 16 113 23 150 10
Р
=0,62 Мн 62 Т .
Рис. 188. Поковка, подвергаемая после
штамповки обрезке и прошивке (неого- Усилие пресса
воренные закругления Я = 1,5 мм Р'=1,25 0,62 =
и штамповочные уклоны 5')
=0,78 Мн (78 Т).
3. Для одновременной об-
резки и прошивки в комбинированном штампе потребное суммарное усилие
пресса будет равно
Pgg~=P+P'=0,72+0,78=1,50 Мн (150 Т).
85
Л5
4. Выбираем по каталогу ближайший по усилию обрезной пресс; им будег
пресс усилием 1,6 Мн (160 T).
5. После определения необходимого усилия пресса следует проверить, до-
статочны ли размеры штампового пространства для размещения принятой кон-
струкции штампа. Если эти размеры недостаточны, то следует выбрать бли-
жайший (больший) по размерам штампового пространства пресс.
В практике часто усилие пресса для горячей обрезки и прошивки выби-
рают в зависимости от массы падающих частей штамповочного молота ила
усилия кривошипного ковочно-штамповочного пресса, в агрегате которых дол-
жен быть установлен обрезной пресс.
206

Усилие обрезного пресса в зависимости от массы падающих частей штам-
повочного молота может быть приближенно определено по формуле
Ролр — (0,7 —: 1,0) G 10 з Мн,
где G — масса падающих частей штамповочного молота в т.
В зависимости от усилия кривошипного ковочно-штамповочного пресса
Р~лр — — (0,07-~ О, 1) Р~ Мн,
где P, — усилие кривошипного ковочно-штамповочного пресса.
й 50. ОРГАНИЗАЦИЯ РАБОТЫ НА ОБРЕЗНЫХ ПРЕССАХ
При горячей обрезке поковок обрезные прессы устанавлива-
ют в линию со штамповочным молотом или со штамповочным
Рис. 189. Схема организации механизированного участка холодной
обрезки (ЗИЛ}
прессом, при этом процессы штамповки и обрезки осуществляют
с одного нагрева.
При холодной обрезке прессы выделяют в отдельный меха-
низированный участок (рис. 189). Батаряе из восьми обрез-
ных прессов 4 обслуживается тремя ленточными транспорте-
рами.
Поковки падают в специальных ящиках к рабочим местам мо-
стовым краном или электрокарами. Из ящика поковки партиями
устанавливают на столик, расположенный рядом с обрезным
прессом. Рабочий берет поковку и укладывает ее в штамп. После
обрезки поковка проваливается на ленточный транспортер 1
(проходящий под станинами прессов), а облай сбрасывается на
второй ленточный транспортер 2, расположенный параллельно
транспортеру 1. Ленточный транспортер 1 доставляет поковки
207

на сортировочный участок, где их сортируют и укладывают в
соответствующие ящики.
Ящики по мере наполнения поковками отправляют на после-
дующие операции. Транспортер 2 собирает облой со всей бата-
реи прессов и доставляет его на третий ленточный транспортер 8,
который транспортирует облай через стенной проем за пределы
цеха, где предусмотрено специальное место для хранения и даль-
нейшей транспортировки.

Глава Х
ИЗГОТОВЛЕНИЕ ПОКОВОК НА ГОРИЗОНТАЛЬНО-
КОВОЧНЫХ МАШИНАХ (ГКМ)
в И. СУЩНОСТЬ ПРОЦЕССА И ХАРАКТЕРИСТИКА
ГОРИЗОНТАЛЬНО-КОВОЧНЫХ МАШИН
лавными осо енностями го изонтально-ковочных машин
(ГКМ) являются: наличие разъема штампов в двух взаимно пер-
пендикулярных плоскостях; передвижение главного высадочного
ползуна в горизонтальной плоскости, что позволяет штамповать
детали сложной конфигурации и производить местную деформа-
цию заготовок большой длины.
Основные преимущества горизонтально-ковочных машин:
штамповка без аблая (за исключением отдельных деталей
сложной конфигурации), что исключает применение обрезных
прессов и штампов;
отсутствие штамповочных уклонов, исключение составляют
внутренние полости поковок, образуемые пуансонами с неболь-
шими уклонами и при наличии буртов; возможность в отдель-
ных случаях назначать меньшие припуски на механическую
обработку и более жесткие допуски по сравнению с таковыми
при работе на молотах, которые обеспечивают значительную
экономию металла;
получение хорошей макроструктуры с направлением волокон,
наиболее благоприятно ориентированных относительно действу-
ющих усилий при работе детали; при этом отсутствует перере-
зывание волокон;
возможность широкого применения рабочих вставок наиболее
изнашиваемых частей штампов, что снижает их стоимость;
возможное сочетание в процессах комбинированной штам-
повки с молотом, прессом, ковочными вальцами и гибочной ма-
шиной;
возможность производить штамповку из мерных заготовок и
от прутка.
14 Заказ 40! 209

Штамповка на Г~М может быть одноручьевая, когда окон-
чательную формовку производят за один переход, и многоручье-
вая, когда поковку изготовляют в двух ручьях и более.
При штамповке от прутка поковки от него отделяют прошив-
кой или отрезкой, причем иногда с предварительным пережимом
прутка на участке отделения поковки.
Горизонтально-ковочные машины изготовляют с вертикаль-
ным и горизонтальным расположением ручьев штампа, т. е. с
вертикальными или горизон-
тальными разъемами мат-
1 Я g риц. Схема машины с вер-
тикальным расположением
1Я
ручьев приведена на рис. 190.
От электродвигателя 1 дви-
~ Ч ~~~ р~д
жение передается текстроп-
15
7 ной передачей 2 на привод-
ной вал 8 с маховиком 4 и
зубчатыми колесами 5 и 6,
O
затем на коленчатый вал 7
гз
X
ГТ)
Г~Ч и от него к центральному
ползуну 8 через шатунный
механизм 9. К ползуну 8
крепят пуансонодерж атель
&l ;6 ze 1 с пуансона и. Центра
ный ползун снабжен хобо-
Π— ~1' 0
том и передвигается в на-
17
правляющих, что обеспечи-
1 вает большую точность pa-
t'
® N' ~~ р~ боты ГКМ.
От коленчатого вала па-
Рис. 190. Схема горизонтально-ковоч- раллельно кривошипной пе-
ной машины (ГКМ) НКМЗ редаче расположена кинема-
(г. Краматорск)
тическая цепь зажим ного
механизма (для зажима за-
готовки), состоящая из кулачков 11 и 12, сидящих на коленча-
том валу 7, бокового ползуна 18 с роликами 14 и 15, системы ло-
мающихся рычагов 16 с закрепленной осью 17 и зажимного пол-
зуна 18 с гнездом для крепления подвижной матрицы 19.
Закрытие матриц осуществляется кулачком 11, действующим
на ролик 15 и толкающим боковой ползун 18, который через си-
стему рычагов 16 пододвигает вплотную подвижную матрицу
к неподвижной матрице 20 и зажимает заготовку 21. Раскрытие
матриц производится кулачком 12, действующим на ролик 14
'и перемещающим боковой ползун в сторону коленчатого
вала.
В маховик 4 встроена фрикционная муфта 22 с пневматиче-
ским включением. Матрицы 19 и 20 представляют собой две поло-
вины разъемного блока матриц. Заготовку 21 вводят в машину и
210

Рис. 191. Центральный и боковой ползуны ГКМ
которая выключает машину при перегрузке. Одновременно
фрикционная муфта предохраняет станину и кривошипно-шатун-
ный механизм от поломки. другой предохранитель, установлен-
ный в системе рычагов 1б — 17, предохраняет от возможных пе-
регрузок звенья зажимного механизма и станину в поперечном
направлении, что может быть при неполном закрытии матриц„
например при увеличенном диаметре заготовки и т. д. В послед-
нем случае предохранитель выключает зажимающее устройство,
которое при последующем ходе автоматически включается. На
рис. 191 приведены центральный и боковой ползуны, а на рис. 192
общий вид ГКМ.
ГКМ изготовляют усилием 1,0 до 31,5 Мн (100 — 3150 Т).
В настоящее время изготовляют также ГКМ с горизонталь-
ным расположением ручьев штампа (рис. 193), что позволяет
механизировать и автоматизировать процессы изготовления по-
ковок.
14*
2]l,
прижимают к неподвижной матрице 20. Подвижная матрица,
перемещаясь вдоль оси Π— О, зажимает пруток только частью
своеи длины, остальную ее длину используют для штамповоч-
ных ручьев. Заготовка выступает из зажимающей части матриц
на заданную длину. Пуансон, приближаясь во время работы
к матрицам, осаживает заготовку и заполняет полость ручья
штампа.
Машины рассмотренной схемы (рис. 190) имеют два предо-
хранителя. Один из них расположен на приводном валу и состо-
ит из соединяющего вала с шестерней фрикционной муфты 22,

Р,ис. 192. ГКМ с вертикальным распо-
ложением ручьев штампа
Рис. 193. ГКМ с горизонтальным
расположением ручьев штампа
диаметром 28 мл. Автомат переносит отрезанную заготовку в
горизонтальном направлении с одной позиции на другую. Пруток
! 3 5'
Рис. 194. Четырехпозиционный горизонтально-ковочный автомат:
1 — заготовка; 2 — стеллаж; 3 — индуктор частотой 2500 гц; 4 — индуктор часто-
той 8000 гц; 5 — нагретая заготовка; 6 — подающие ролики; 7 — ковочный автомат
подается роликами до упора, отрезается в кольцевой матрице и
переносится в высадочную матрицу, где происходит предвари-
тельная высадка шестигранника. Затем происходит высадка
2I2
Яля изготовления мелких поковок применяют горизонталь-
но-ковочные автоматы. На рис. 194 приведен четырехпозицион-
ный автомат для горячей высадки шестигранных гаек из прутка

шестигранника до окончательного размера и предварительная
прошивка отверстия и, наконец, прошивка отверстия под резьбу.
Автомат может изготовлять поковки и более сложной конфигу-
рации. Его производительность 70 — 100 mr/мин.
Производительность ГКМ (табл. 44) зависит от организации
на нем работы.
Таблица 44
Производительность ГМК
Примерная
масса поковки
(из средне-
углеродистой
стали) в кг
Примерная
масса поковки
(из средне-
углеродистой
стали) в кг
Примерная
производи-
тельность
в кг/ч
Примерная
производи-
тельность
в кг/ч
Усилие
в Мн
Усилие
в Мн
700
800
900
1000
1100
1200
1,0
1,6
2,5
4,0
6,3
8,0
10
12,$
16
20
25
31,5
8 — 10
10 — 12
12 — 16
16 — 20
20 — 25
25 — 30
До 0,2
О,2 — 0,5
0,5 — 1,0
1,0 — 2,0
2,0 — 5,0
5,0 — 8,0
80
100
200
300
500
600
ф 52. КПАССИФИКАЦИЯ ПОКОВОК
Поковки, изготовляемые на ГКМ, в зависимости от их кон-
фигурации подразделяют на шесть основных групп (рис. 195).
Поковки группы 1 типа стержня с утолщениями, в свою оче-
редь, подразделяют на три подгруппы:
подгруппа 1 — поковки с одним утолщением, расположенным
на конце стержня;
подгруппа 2: а — с одним утолщением, расположенным не
на конце стержня; б — с двумя утолщениями на концах стержня;
в — с двумя или несколькими утолщениями, расположенными
по длине стержня;
подгруппа 3: а — с утолщением типа развилины или другой
сложной формы: б — с утолщением типа проушины или с кри-
выми элементами; в — с утолщением на стержне некруглого
сечения.
Поковки группы 11 со сквозным отверстием также подразде-
ляют на три подгруппы:
подгруппа 1 — поковки типа колец: а — гладкие, простой
конфигурации; б — со сложным внутренним контуром; в — со
сложным наружным контуром; г — co сложным внутренним и
наружным контурами;
подгруппа 2 — поковки типа втулок: а — гладкие простой
конфигурации; б — со сложным внутренним контуром; в — со
сложным наружным контуром; г — со сложным внутренним и
наружным контурами;
подгруппа 3 — поковки сложной формы: а — с двумя бурта-
ми и более; б — с асимметричными элементами и местными
213

выступами; в — с двусторонними полостями; г — с долевыми вы-
ступами и фасонной формой торца:
Поковки группы Ш с глухой полостью; а — с неглубокой по-
лостью или без полости, но при d~ ~ d исходного прутка; б—
Рис. 195; Классификация поковок, изготовляемых на ГКМ [39]
гладкие почти постоянного сечения; в — с переменным сечением;
г — с двусторонней полостью.
Поковки группы IV смешанной конфигурации: а — с проши-
той частью почти постоянного сечения; б — с прошитой частью
переменного сечения или несимметричными элементами; в — с
двусторонней полостью; г — с прошитыми ~ толщениями слож-
ной формы.
214

Поковки группы V из трубной заготовки: а — c утолщенной
стенкой за счет увеличения наружного диаметра; б — с утол-
щенной стенкой за счет уменьшения внутреннего диаметра; в—
с утолщенной стенкой за счет одновременного увеличения на-
ружного диаметра и уменьшения внутреннего; г — с утолщением
на конце, образуемым за счет деформации трубы при раздаче.
Поковки группы VI комбинированной конфигурации; они по-
сле штамповки на молоте или прессе проходят следующие опе-
рации на ГКМ: а — высадка утолщений; б — прошивка некото-
рых элементов; в — посадка штамповочного уклона и другие
операции.
ф 53. СОСТАВЛЕНИЕ ЧЕРТЕЖА ПОКОВКИ
Чертеж поковки; изготовляемой на ГКМ, составляют по тем
же правилам, что и чертеж поковки, изготовляемой на молоте
,или прессе.
Припуски и допуски. В зависимости от группы точности из-
готовления штампованных поковок и чистоты обрабатываемых
поверхностей готовых деталей припуск на сторону может быть
определен по формуле
2В4-о+с+у
2
где B — верхний слой металла;
о — отрицательный допуск;
с — смещение в плоскости разъема;
у — суммар~ный допуск «+» и « — » по температурному ин-
тервалу штамповки.
Величину припуока для поковок, ттампуемых на ГКМ выби-
раем по табл. 45 (ГОСТ 7505 — 55). Допуски определяют по
ГОСТУ 7505 — 55.
Допуски по эксцентричности обусловливают максимальное
отклонение оси отверстия в наиболее глубокой зоне прошивки.
Эксцентричность в начале прошивки (со стороны входа пуансо-
на в штампованную поковку) может быть уменьшена до 60/О.
В стержневых штампованных поковках, у которых стержни
выходят за пределы штампов и не подвергаются деформации,
допуски в мм по длине стержня составляют:
+(1,5 —:3,0) для группы 1,
+ (3 —:6)»» 11,
+(5»' » 111.
В эти допуски не входят отклонения по смятию и неперпен-
дикулярности торцов стержней, которые зависят от способа рас-
кроя штанг на заготовки.
Напуски. При изготовлении ступенчатых штампованных по-
ковок на ГКМ должны быть применены уклоны на всех поверх-
215

Таблица 45
Припуски на сторону в мм на обрабатываемые поверхности (Ql — Q3)
при штамповке на ГКМ
Толщина (высота), длина или ширина штампованных поковок в мм
До 50 ! 50 †1 120 †1 ~ 180 †2 ) 260 †3 ~ 360-500
Масса
шТампованных
поковок в кг
Группа точности
3 1[
2 3 1 2 3
2 3 1
2 3 1
1 2 3 1
1,4
1,5
1,8
2,0
2,3
2,7
2,9
2,3
26
2,9
3,2
3,5
3,8
4,1
1 5
1,83,04,1
2,0 3,34,6
2,3 3,65,0
2,4 3,95,3
2,94,25,8
З,~ 4,56,2
2,7
3,0
3,5
3,9
4,2
4,7
5,1
3,2
3,5
4,0
4,4
4,7
5,2
5,6
0,9 1,4
1,1 1,7
1,4 2,0
1,52 3
1,82,6
2,3 2,9
2,4 3,2
1,80,9
2,1 1,2
2,6 1,4
3,0 1,7
3,3 1,8
3,82,3
4,2 2,6
2,0
2,3
2 6
2,9
3,2
3,5
3,8
1,6
1,9
2,2
2,5
2,8
3,1
3,4
2,1
2,4
2,9
3,3
3,6
4,1
4 5
1,7 2,4
2,0 2,7
2,33,2
2,6 3,6
2,9 3,9
3,2 4,4
3,54,8
1,2
1.,4
1,7
1,8
2,1
2,6
2,7
До 0,25
0,25 — 0,63
0,63 — 1,60
1,60 — 2,50
2,50 — 4,00
4,00 — 6,30
6,30 †,oo
1,1
1,2
1,5
1,7
2,0
2,4
2,7
П р и м е ч а н и е. Для получения поверхностей более высоких классов чистоты
припуски увеличивают: при ч 4 — ~ 6 на 0,3 — 0,5 на сторону; при ~ 7 и вы-
ше — О, 5 — О, 8 мм на сторону.
Пример составления чертежа поковки. На рис. 196 приведена обработан-
ная деталь (полуось автомашины). Масса деформируемых частей поковки:
фланца до 4 кг и шлицевого конца до 2,5 кг.
Припуски в дм на обработку принимаем по табл. 45:
2,9 для диаметра 160 мм { Q 3);
216
настях, замкнутых штампом, которые расположены перпендику-
лярно движению высадочного ползуна (исключение составляют
плоскости, соприкасающиеся с пуансоном); на всех поверхностях
выступов и углублений поковок, расположенных параллельно
движению высадочного ползуна и выполняемых пуансонами; на
поверхностях сквозных отверстий или глубоких впадин, выпол-
няемых формовочными или прошивными пуансонами и располо-
женных параллельно движению высадочного ползуна. Внешние
штамповочные уклоны назначают до 5', внутренние — до 7'.
Для поковок с впадинами или сквозными отверстиями уклоны
на поверхностях впадин или отверстий не должны превышать 3'.
Сквозные отверстия и углубления необходимо выполнять в
тех случаях, когда оси отверстий и углублений в поковках сов-
падают с направлением движения высадочного ползуна, а диа-
метры или размеры прошиваемых отверстий или углублений
больше 30 мм.
Во всех остальных случаях сквозные отверстия и углубления
выполняются при условии, если их оси совпадают с направле-
нием движения высадочного ползуна, а длины прошиваемых
отверстий или углублений не превышают трех их диаметров. Это
условие распространяется на все штампованные поковки, у ко-
торых диаметры или размеры отверстий менее 30 мм, но не ме-
нее 20 мм.

2,5 1- 0,5 - 3,0 для диаметра 50 мм (V 7);
2,6 1- 0,3 = 2,9 по толщине фланца 14 мм (74);
»»» 14 э (~1);
2,5 + 0,2 = 2,7 по длине шлицевого конца 100 мм ( g 4);
З,О по внутренней стороне шлицевого конца 100 мм.
Рис. 196. Обработанная полуось автомашины:
1 — исходные базы механической обработки
На рис. 197 приведена поковка полуоси. Допуски (в мм) на размеры при-
няты по ГОСТУ 7505 — 55.
Рис. 197. Поковка полуоси:
I — по указанной окружности допускается торцовый заусенец
высотой до 4 мм и II — то же, до 3,5 мм; 111 — указанные
допуски только на длине зажима матрицами; I V — исходные
базы для механической обработки
Заусенцы по разъему матриц составляют до 1,2 и 1,0 мм; смещение по
раз~ему матриц — до 0,7 и 0,6 мм; неперпенднкулярность фланца и оси стерж-
ня — до 0,5 мм; стрела прогиба стержня за пределами зажима матрицами—
до 4,5 мм; радиусы скругления внешних углов — 3,0 и 2,5 мм.
217

я 54. КЛАССИФИКАЦИЯ РУЧЬЕВ ШТАМПОВ ГКМ
Ручьи высадочных штампов подразделяют на шесть групп [39]:
группа 1 — наборные;
группа 11 — формовочные;
группа ИI — просечные;
группа IV — отрезные;
группа V — обрезные;
группа VI — специальные.
Наборные ручьи подразделяют на пять видов (1 — 5)
(рис. 198).
Ручьи вида 1 предназначены для набора металла в пуансоне;
ручьи вида 2 — для набора металла в матрице; ручьи вида 8—
Рис. 198. Виды наборных ручьев
для одновременного набора металла в матрице и в пуансоне;
ручьи вида 4 — для набора металла в скользящей матрице; ру-
чьи вида 5 — для набора металла одновременно в скользящей
матрице и пуансоне.
Формовочные ручьи подразделяют на четыре вида (1 — 4)
рис. 199.
Ручьи вида 1 служат для предварительной фомовки металла
в пуансоне; ручьи вида 2 — для окончательной формовки в пу-
ансоне; ручьи вида 8 — для предварительной формовки в матри-
це; ручьи вида 4 — для окончательной формовки в матрице.
Просечные ручьи подразделяют на три вида (I — 8)
(рис. 200).
Ручьи вида 1 служат для просечки сквозного отверстия про-
сечным пуансоном в просечном ручье матрицы при горизонталь-
ном положении поковки; ручьи вида 2 — для просечки сквозного
отверстия просечным пуансоном в просечном ручье матрицы при
вертикальном положении поковки; ручьи вида 8 — для просечки
сквозного отверстия просечным пуансоном (находится в подвиж-
ной матрице) в просечном ручье, расположенном в неподвижной
матрице (Поковка находится в горизонтальном положении).
Отрезные ручьи подразделяют на четыре вида (I — 4)
(рис. 201).
218

Ручьи вида 1 используют для отрезки поковки от прутка, осу-
ществляемой сдвигом поковки при неподвижном прутке; ручьи
вида 2 имеют то же назначение, что и ручьи вида 1, но отрезку
1 г 3 4
Рис. !99. Виды формовочных ручьев
Рис. 200. Виды просечных ручьев:
1 — готовое изделие
Рис. 201. Виды отрезных ручьев:
1 — поковка; 2 — пруток; 3 — высечка; 4 — пруток
поковки или заготовки производят при неподвижном прутке с
последующей правкой поковки или высадкой заготовки в ручье
матрицы; ручьи вида 3 применяют при отрезке поковки или за-
готовки за счет сдвига прутка без последующей высадки или с
219

таковой; ручьи вида 4 служат для отрезки высечки за счет ее
сдвига при неподвижном прутке.
Обрезные ручьи подразделяют на четыре вида (I — 4)
(рис. 202).
Ручьи вида 1 служат для обрезки заусенца, расположенного
на переднем торце поковки; ручьи вида 2 — для обрезки заусен-
ца, расположенного на некотором расстоянии от переднего или
Рис. 202. Виды обрезных ручьев
а)
ef
б)
Рис. 203. Виды специальных ручьев:
а — шар до расплющивания и б — после расплющивания; в — исходный пруток;
г — оттянутый конец прутка; д — до гибки; е — после гибки; ж — исходный
пруток; з — после гибки
заднего торца утолщенной части поковки; ручьи вида 8 предна-
значены для обрезки заусенца, расположенного на заднем торце
утолщенной части поковки; ручьи вида 4 применяют в тех слу-
чаях, когда при обрезке сдвигается заусенец, а не поковка (как
у ручьев вида 1 — 8).
Специальные ручьи подразделяют на четыре вида (1 — 4)
(рис. 203).
Ручьи вида 1 служат для расплющивания или формовки
утолщенной части поковки при ходе подвижной матрицы; ручьи
вида 2 — для протяжки конца заготовки при ходе подвижной
матрицы; ручьи вида 8 — для гибочных отверстий при ходе по-
220

движной матрицы; ручьи вида 4 — для гибочных операций, осу-
ществляемых пуансоном или одновременно пуансоном и мат-
рицей.
э И. ВЫСАДКА И РАСЧЕТ НАБОРНЫХ ПЕРЕХОДОВ
При изготовлении поковки в несколько переходов набор ме-
талла следует осуществлять в коническом пуансоне, так как ха-
рактер течения металла и условия заполнения полости при вы-
садке в матрицах хуже. Это объясняется влиянием скорости дви-
жения пуансона, сообщающего большую подвижность той части
металла, которая более прогре-
та и расположена в непосред-
ственной близости от его сте-
КОК.
При наборе металла в ко-
ническом пуансоне обеспечи-
вается лучшее заполнение ру-
чья и облегчается извлечение
из него высаженной заготовки.
При разработке технологи-
ческого процесса изготовления поковок на ГКМ необходимо ру-
ководствоваться следующими основными правилами высадки
или набора металла.
1. Высадку заготовки необходимого диаметра можно произ-
вести за один переход без дефектов только в том случае, если
длина высаживаемой части прутка не превышает трех ее диа-
1
метров, т. е. однопереходный коэффициент высадки т = — ( 3.
д
Такое соотношение может быть соблюдено при ровном торце за-
готовки и плоском пуансоне (рис. 204). При отклонениях от ука-
занных условий принимают следующие значения однопереход-
ного коэффициента и [39]: при косом торце заготовки или после
высадки с пережимом плоским пуансоном и (2,5; при высадке
пуансоном с наметкой под прошивку и при небольшом скосе тор-
ца заготовки и ( 2; при высадке пуансоном с наметкой под
прошивку и при большом скосе торца или после высадки с пе-
режимом и сдвигом прутка и ( 1,5.
2. При высадке заготовки за один переход, когда 1) 3d
(т ) 3), наибольший диаметр полости ручья пуансона или мат-
рицы не должен превышать,5d. При этом длина провисающей
части прутка а в момент начала высадки не должна превышать
величины d при диаметре полости матрицы или пуансона (ци-
линдрическая высадка, рис. 205) di — — 1,5d и di ( 1,5d при di ——
= 1,25d. При высадке в конической полости пуансона с меньшим
диаметром конуса, равным примерно диаметру прутка d, про-
висающая часть а может быть увеличена до 2d, если больший
221
Рис. 204. Высадка за один переход
плоским пуансоном

Рис. 205. Высадка поковок:
а — цилиндрическая; б — кониче-
ская
Рис. 206. Высадка заготовки
ка а между пуансоном и матрицей меньше предельной величины
осадки, часто применяют набор металла в полости ручья мат-
риц (рис. 207). Способы
набора металла в цилинд- g
рических ручьях матрицы
и конических ручьях пу-
ансонов приведены на
рис. 208.
Определение размеров 3
наборных конических пу-
ансонов. При определе-
нии размеров полости ко-
НИЧЕСкИХ пУаНСОнОВ НЕОб- Рис. 207. Набор металла в цилинд-
ходимо руководствовать- рических ручьях матрицы:
ся следующими положе- 1 — пуансон; 2 —; 3
киями.
поковка
Больший диаметр конической полости d& t; не дол ен б ть
лее чем в 1,8 раза больше диаметра исходной заготовки d
(рис. 209).
222
диаметр конуса равен 1,5d, и до 3d, если больший диаметр кону-
са равен 1,25d (рис. 205, б).
При многократном наборе материала в конических полостях
пуансонов до получения заготовки длиной 1, равной трем сред-
ним диаметрам конуса d,„, ве-
личину провисающей части а
устанавливают исходя из сред-
него диаметра конуса. Так как
высаживаемый конец прутка
~:5
начинает перегибаться посере-
а=1,5d
дине, надо, чтобы длина части
прутка, находящегося внутри
пуансона, была больше поло-
вины длины 1 высаживаемой
C &g ;Ж го ча ти (р с. 20
а) 0 =Zd
Korpa величина промежут-

Практически принимают — = 1,25 при длине деформируемой
dg
d
части заготовки 1) 10d и — ' = 1,5 при 1( 10d (но при 1) md).
д,
И
Рис. 208. Способы йабора металла:
а — в цилиндрических ручьях матрицы; б — в конических ручьях
пуансона
Яля лучшего заполнения конической полости пуансона мень-
ший диаметр конуса dg в практике принимают немного большим
диаметра исходной за-
d2 =
= (1,02 —: 1,05)d. При
увеличении d2 объем
a=kd
конической полости
возрастает, вследствие
чего появляется воз- Е5
можность изгиба ис-
ходной заготовки; зна-
чения d~, превышаю-
щие указанные преде- („=(m-kjd
лы, могут быть приня-
ты при меньших значе- ~=т1
l1
киях и (т = — ), кото-
д
Рис. 209. Высадка в коническом пуансоне
рые указаны выше для
различных случаев.
длина конической полости пуансона может быть определена
из условия равенства объемов заготовки и конической полости
пуансона (рис. 209).
4 12
l„(d( + dg + d(dg).
223

Величину 1 при расчете следует умножить на коэффициент,
равный -1,06. Этот коэффициент вводят для увеличения объема
полости конического пуансона, которое необходимо из-за коле-
бания размеров заготовки, расширения металла при температуре
высадки и несовершенства заполнения полости ручья.
Размеры конических пуансонов могут быть определены по ме-
тоду, разработанному А. fl,. Томленовым. для удобства расчетов
построена диаграмма, приведенная на рис. 210.
2,0
1,б
12
08
ОФ
!О 11 12 1Я 1Ф 1Х 1б 17 18 1У а
Рис. 210. Зависимость между длиной заготовки,
величиной высадки и диаметром конусного пуан-
сона (по A. P,. Томленову)
d
По оси абсцисс отложена величина а = — '. Если d& t ) d,
d
ad И,
а~ = —, если d~ — — d, то а1 — — а = —.
~2 И
По оси ординат отложена относительная величина осадки
Й =- — =
Д д
Кривые на рис. 210 соответствуют относительным длинам
заготовок при и = 4 —: 14.
Рассмотрим пример определения размеров полости кониче-
ского пуансона с помощью рис. 210.
Пример. Заданная длина высаживаемой части заготовки
l = 150 мм, диаметр заготовки d = 30 мм. При этом
l 150
d 30
Находим по рис. 210 точку пересечения луча m = 5 с граничной кривой,
которой соответствуют величины Й = 2,2 и а = 1,65 (см. штриховые линии).
224

Тогда
d.,=1,05d=1,05.30=31,5 мм;
ad 1,65 30
— 1,57;
а,—
dm 31,5
d,=ad=1,57 30=47 мм;
a=kd=2,2 30=66 мм;
l„=d(m — Й) =30(5 — 2,2) =84 мм;
47+ 31,5
dñ,ð — ' — 39,2 мм.
2
Следующий ручей может быть окончательным, так как
~п 84
=2,14.
~ср 39, 2
ф Я. ВЫБОР ПЕРЕХОДОВ ШТАМПОВКИ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЗМЕРОВ
ИСХОДНОЙ ЗАГОТОВКИ
Поковки группы ! (см. рис. 195) изготовляют за один или
несколько переходов, как правило из проката повышенной точ-
НОСТИ.
В зависимости от величин однопереходного коэффициента то
l
и и = — определяют количество и размеры наборных перехо-
д
дов, используя приведенные выше правила высадки.
B зависимости от общей длины заготовки и длины поковки в
штампе применяют передний или задний упор.
Для поковок группы 1 заготовку обычно выбирают на одну
поковку. Если поковка имеет стержень с утолщениями на обоих
концах, то производят высадку каждого конца в отдельности и,
как правило, после двух нагревов.
На рис. 211 приведен пример изготовления поковки полуоси
заднего моста автомобиля. Поковка на одном конце имеет фла-
нец диаметром 182,5 мм, а на другом к6нце утолщение, равное
59 мм. Штамповку первого конца с фланцем производят из мер-
ного прутка диаметром 50 мм за четыре перехода на машине
усилием 12,5 Мн (1250 Т) и второго конца за два перехода на
машине усилием 4,5 Мн (450 Т). Особенностью штамповки полу-
оси является наличие углубления с задней стороны фланца, ко-
торое затрудняет удаление поковки из матриц. В таких случаях
применяют штампы с поворотной частью на шарнире подвижной
матрицы. Выступ этой поворотной части при раскрытии матриц
выходит из углубления фланца, что обеспечивает разъем матриц
без повреждения поковки (рис. 212).
Высадку второго конца полуоси (см. рис. 211) производят с
с упором поковки, что позволяет выдержать-ее длину в пределах
жестких допусков. Возможные колебания объема при штампов-
ке второго конца компенсируются образованием поперечного
15 заказ 401 225

аблая, поглощающего избыточный объем металла (переход V на
рис. 211).
85
а8
ЩЯ fbg
Рис. 211. Пример изготовления поковки полуоси заднего моста
автомобиля:
а — переходы 1 — V высадки; б — штамп
Рис. 212. Штамп с поворотной частью на шарнире подвижной матрицы
для получения поковки со многими утолщениями применяют
штампы с несколькими скользящими матрицами, причем перед-
нее утолщение на поковке может быть получено высадкой в пу-
ансоне или в передней скользящей матрице (рис. 213).
226

Рис. 213. Штамп со скользящими матрицами для высадки поковок
со многими утолщениями
227
В каждой блок-матрице имеется выемка, в которую встав-
лены четыре отдельные скользящие матрицы с выемками для
зажима прутка и полости
ручьев. Между скользящи-
ми матрицами находятся
две пружины, с помощью ко-
торых матрицы разжимают-
ся после высадки. Крайнюю
скользящую матрицу фикси-
руют в нужном положении
упорными планками или
\,
шпонками.
Штамп со скользящими
матрицами (рис. 213) пред-
назначен для изготовления
поковки с восемью утолще-
ниями. Штамп рассчитан на
получение за один ход четы-
рех утолщений: после штам-
повки первого конца заго-
~о
товка поворачивается на
180', после чего деформации
пОДвЕРгаетСЯ втОРой ее ко- Рис. 214. 1Ятамп (принципиальная
нец. схема) для изготовления за один ход
Поковки z буртами могут машины поковки с двумя буртами
быть изготовлены не только
в штампах со скользящими матрицами, но и методом попереч-
ного выдавливания (рис. 214). При этом отрезка заготовки со-
вмещается с выдавливанием за один ход машины.
15~

Размеры исходной заготовки определяют исходя из объема
поковки с учетом аблая и угара металла. Например, размеры
исходной заготовки для поковки, показанной на рис. 2 5, опре-
деляют следующим образом:
объем поковки
. h;
объем облоя
и (D+ 2t,)'
О
4
объем высаживаемой части заготовки
V,= (V„+V,) +"'
где х — угар металла на-
греваемой части
заготовки в %
(при индукцион-
ном нагреве х =
= 0,5 + 1%).
длина высаживаемой
части заготовки
Рис. 215. Стержневая поковка с у.толщен-
ным концом
l ==
V,
F
где F — площадь поперечного сечения заготовки.
Длина всей заготовки в холодном состоянии
1„, = 0,9851+ l„
где 0,985 — коэффициент, учитывающий усадку и равный 1,5%;
1, — длина стержня поковки.
Объем поковки сложной конфигурации определяют как сум-
му объемов элементарных геометрических фигур, на которые
можно разделить рассматриваемую поковку.
Поковки группы II (см. рис. 195) со сквозным отверстием из-
готовляют за два или несколько переходов. Отверстия получают
прошивкой и просечкой металла (см. рис. 199 и 200).
При глубокой прошивке рекомендуется соблюдать следую-
щие правила (рис. 216):
длина свободной части заготовки не должна превышать трех
ее диаметров (1, ( 3d);
не следует прошивать глубокие отверстия за один проход,
так как под давлением прошивающего пуансона пруток может
прогнуться;
228

глубина прошивки в каждом ручье не должна превышать
трех-четырех диаметров прошивающего пуансона, т. е. 1„=
= (з —: 4)do;
в момент начала прошивки следует производить центрирова-
ние пуансона в направляющей части каждого ручья на величину
Ь) 0,5d;
пространство ручьев для предварительной прошивки из-за
несовершенства их заполнения следует немного завышать про-
тив расчетного;
толщина просекаемой части, как правило, не должна превы-
шать диаметра прошиваемого отверстия;
глубина прошивки не должна превышать рабочего хода цен-
трального ползуна ГКМ, формовку кольцеобразных поковок про-
изводить в матрицах или
пуансоне.
Одним из наиболее рас-
Д 1~
пространенных способов из-
готовления кольцевых поко-
вок группы П является вы-
садка их на ГКМ из прутка
соответствующего размера с
7
последующей прошивкой и
просечкой. Яля этой цели Рис. 216. Схема штамповки методом
применяют двух- и трехручь- глубокой прошивки на ГКМ
евые штампы, причем в пер-
вых ручьях производят необходимое формоизменение прошив-
кой, а в последнем ручье — просечку с отделением поковки от
прутка.
При получении поковок в полостях матриц возможно несов-
падение геометрических осей матрицы и пуансона, вследствие
чего получают разностенные поковки.
Кроме того, из-за наличия двух плоскостей разъема штам-
пов получаемые поковки часто имеют боковые и торцовые
заусенцы.
При получении кольцеобразных поковок в пуансоне указан-
ные недостатки исключаются. Если при штамповке в матрицах
противоположные поверхности поковки оформляются разными
рабочими деталями штампа, то при штамповке в пуансоне все
поверхности за исключением торцовой оформляются одним инст-
рументом.
На рис. 217 показан общий вид штампа, применяемого для
штамповки кольцеобразных поковок в пуансоне.
На рис. 218 приведен штамп для изготовления поковки с дву-
мя буртами и сквозной прошивкой.
Каждая блок-матрица состоит из двух отдельных частей (по
высоте): нижней, где расположен формовочный и формовочно-
прошивной ручьи, и верхней части, где смонтированы зажимная
вставка и скользящая матрица.
229

УР 0
Рис. 217. Штамп для штамповки кольцеобразных поковок в пуансоне:
1 — пуансонодержатель; 2 — державка просечного пуансона; 3 — крышка дер-
жавки; 4 — просечной пуансон; 5 — полуматрица поддержки; о — полуматрица
просечки; 7 — направляющая полуматрица; 8 — блок матриц; 9 — закрытая
матрица в пуансоне; 10 — формирующий пуансон; 11 — полуматрица форми-
рования; 12 — полуматрица для зажима прутка
Рис. 218. Штамп со скользящей матрицей для высадки поковки зубча-
того колеса заднего хода трактора
230

Заготовку устанавливают по переднему упору и при ходе.
подвижной матрицы за первый переход осуществляют пережим
на овальное сечение. При этом фиксируют требуемую длину вы-
саживаемой части заготовки. За первый переход производят
набор металла под задний бурт в скользящей матрице и набор
металла под передний бурт в конусном пуансоне. Затем заготов-
ку переносят во второй ручей штампа и укладывают таким об-
разом, чтобы образованный при обжатии перешеек попал на
кромку пережимной вставки; этим и достигается фиксация заго-
товки в требуемом положении. За второй переход в пережимном
ручье производят дополнительный пережим заготовки, предва-
рительное оформление переднего и заднего буртов в формовоч-
ном ручье с предварительной наметкой под прошивку пуансоном.
За третий переход осуществляют пережим заготовки на круг-
лое сечение в цережимной части ручья и прошивку отверстия в
окончательном ручье за счет раздачи металла пуансоном и про-
сечки, в результате чего происходит окончательное формообразо-
вание поковки с одновременным отделением ее от исходной
заготовки. За четвертый переход в отрезном ручье отрезается от
исходной заготовки высечка.
Исходной величиной для определения диаметра заготовки яв-
ляется объем части прутка, подвергающийся высадке. Он дол-
жен быть равен объему высаживаемой. поковки плюс отход на
угар металла и заусенец, если таковой предусматривается.
Обычно диаметр прутка выбирают близким к меньшему диа-
метру расчетной заготовки (эпюры диаметров), но иногда это
приводит к чрезмерно большому числу переходов и необходимо-
сти подогрева заготовки. Тогда целесообразнее выполнять от-
дельные места поковки утолщенными и использовать пруток
большего диаметра. При подсчете объема металла и длины вы-
саживаемой части прутка объем вырубленного металла при про-
сечке приплюсовывают к объему высаживаемой и прошиваемой
частей поковки.
Определив длину высаживаемой части заготовки и руковод-
ствуясь основными правилами работы на ГКМ, находят необ-
ходимое число переходов.
При этом надо проверить, возможно ли расположить потреб-
ное количество ручьев в штампе.
Если в штамповом пространстве нельзя разместить необходи-
мое количество ручьев, следует выбирать машину большего
усилия.
Поковки группы III с несквозной прошивкой и без прошив-
ки, но с буртами (см. рис. 195) изготовляют за несколько пере-
ходов.
Поковки с несквозной прошивкой изготовляют по схеме, при-
веденной на рис. 219. За первый переход производят пережим
заготовки в матрицах, формовку заднего бурта и средней части
поковки, а также набор металла для формообразования перед-
~31

него бурта. За второй переход осуществляют пережим заготовки
и формовку в матрицах переднего бурта с образованием наметки
отверстия; за третий переход — окончательную прошивку и фор-
мовку поковки; за четвертый переход — отделспне поков-
ки от заготовки боковыми ножами при ходе подвижной мат-
рицы.
Пережим заготовки рекомендуется производить на диаметр
d& t = ( ,5 в ”: 0, )d d&g ; — наим ньший д аметр заг т вки в
пережима; d — диаметр исходной заготовки).
Размеры заготовок для поковок группы Ш определяют так
же, как и для поковок группы II, при этом объем поковки опре-
деляют как сумму объемов элементарных геометрических фигур.
Поковки с несквозной прошив-
ri , ','+ У
кой можно изготовлять из прут-
ковой заготовки, рассчитанной на
две поковки (штамповку произ-
водят с поворотом), и из штучной
3 3 ГОтОВки.
Полости в поковках с несквоз-
ной и ошивкой получают намет
Рис. 219. Схема переходов при
штамповке цилиндра с несквозным
отверстием:
1 — поковка и эпюра диаметров
(штриховая линия); 11 — высадка
переднего центрирующего и заднего
буртов и пережим прутка; 111
предварительная формовка-прошив-
ка; I V — окончательная формовка-
прошивка; V — отделение поковки от
прутка
кой и прошивкой отверстия про-
«III
Ъ
шивающими пуансонами. Послед-
ние производят раздачу металла
в сторону. При этом поперечное
сечение заготовки должно соот-
ветствовать сечению готовой по-
ковки с учетом угара металла.
При штамповке поковки с пло-
ским дном пуансон, применяемый
на последнем переходе, должен
иметь закругленные края и пере-
мещаться в процессе штамповки
лишь настолько, чтобы придать
дну окончательную плоскую форму. Штамповку подобных
поковок производят со смещением прутка. Смещение прутка
происходит в первом и последующих предварительных ручьях
до половины диаметра заготовки и в окончательном ручье; по-
ковка отделяется от прутка при ходе подвижной матрицы.
При штамповке поковки со сферическим дном (см. рис. 219)
форма пуансонов для предварительной прошивки (для лучшей
раздачи металла) должна быть более остроконечной по сравне-
нию с формой пуансона для окончательной прошивки. Послед-
ний прошивной пуансон выполняют куполообразным с контуром
по плавной кривой.
Поковки группы IV. Стержневые поковки с прошитым утол-
щением, которые являются комбинацией элементов поковок
групп 1 и III (см. рис. 195), изготовляют за два или несколько
переходов.
232

Поковки, имеющие глубокую полость, изготовляют в штам-
пах, в которых наборные ручьи расположены в пуансоне, а фор-
мовочно-прошивные — в матрице.
Подобные поковки можно изготовлять в штампах, в которых
наборные и формовочные ручьи расположены в пуансоне, при
этом может быть применен штамп со скользящим пуансоном
(рис. 220).
При этом способе штамповки высадку осуществляют без тор-
цового заусенца.
Для получения поковок группы IV с глубокой прошивкой сле-
дует применять прошивку с раздачей металла в стороны, при
этом должно быть обеспечено условие равенства поперечных се-
чений поковки и заготовки при одинаковой их начальной длине.
В отдельных случаях прошивка вначале сопровождается осад-
кой, а затем вместе с раздачей металла в стороны происходит
течение металла против движения пуансона. Для получения
качественной прошивки и предупреждения смещения пуансона в
сторону (рис. 221) применяют способ упора заготовки в матри-
цу, при этом в торце предусматривается центрирующий бурт А
на переходе 11.
Толщину центрирующего бурта (воротника) А выбирают в
зависимости от усилия Г1~М в пределах 2,5 — 4 мм. Бурт одно-
временно служит съемником при снятии поковки с пуансона во
время его обратного хода. Для центрирования пуансона жела-
тельно, чтобы конструкция штампа позволяла начало прошивки
заготовки осуществлять в тот момент, когда часть пуансона уже
находится в направляющей выемке матрицы.
Поковки группы У (см. рис. 195) изготовляют из трубной за-
готовки в один и несколько переходов. Процесс высадки из труб-
ной заготовки во многих отношениях аналогичен процессу вы-
садки из прутка.
Яля высадки поковок из трубы применяют плоский пуансон
с длинной «иглой» типа прошивника (рис. 222).
Для определения допускаемой осадки трубных заготовок в
каждом переходе и переходных размеров заготовок рекомендует-
ся использовать правила высадки для цилиндрического набора
в матрице, основываясь на возможности приведения кольцевых
сечений трубы и ее высаживаемых элементов к сплошным сече-
ниям равновеликой площади.
При высадке трубы может быть достигнуто утолщение стенки
/1 и t2 за счет увеличения ее наружного диаметра d (рис. 222, а),
за счет уменьшения внутреннего диаметра dp (рис. 222, б) или
изменения наружного и внутреннего диаметров (рис. 222, в). Во
всех этих случаях на определенном участке трубы происходит
увеличение площади поперечного сечения исходной трубной за-
ГОТОВКИ.
Когда диаметр направляющей части прошивника (иглы) ~ð~-
мерно равен внутреннему диаметру Шо (рис. 222, а), проиаходит
233

!
Рис. 220. Штамп со скользящим пуансоном для изготовления поковок
с глухой или сквозной полостью [40]
Рис. 221. Способ упора заготовки в матрицу:
а — поковка; б — схема переходов штамповки (1 — V) с глубокой прошивкой и образо-
ванием бурта А в передней части поковки

увеличение наружного диаметра d до некоторого размера D» D&
и т. д. При этом длина направляющей часть прошивня l еще в
момент начала деформации должна быть больше полости дли-
ной 1 под утолщением в матрице, а центрирующая часть пуансо-
на (диаметр D) должна заходить в направляющую часть матри-
цы на величину aÄ ) 10 — 15 мм. Направляющую часть прошив-
ня рекомендуется выполнять с уклоном 30' — 1'.
Рис. 222. Варианты высадки труб
Иногда необходимо не только изменить толщину стенки тру-
бы, но и увеличить на определенном участке наружный и внут-
ренний ее диаметры (рис. 222, г). Для этого рекомендуется по-
сле соответствующего утолщения стенки производить раздачу
трубы плавными прошивками, при этом происходит и некоторая
подсадка заготовки. Чтобы избежать утяжки металла, разрывов
и эксцентричности, рекомендуется на первой операции высажи-
вать передний бурт или воротник (рис. 222, г), удаляемый в об-
резном ручье этого же штампа. При высадке трубы желательно
фиксировать ее положение по заднему упору.
Если в ручье сохраняется наружный диаметр d, а диаметр
направляющей части прошивня d& t ( p, то утолще ие сте
происходит за счет уменьшения внутреннего диаметра
235

(рис. 222, б). Наружный и внутренний диаметры трубы можно
изменять одновременно (рис. 222, в).
При деформации участка трубы сравнительно небольшой
длины можно получить на ее конце передний бурт или фланец
(рис. 222, д). Причем, когда требуемый диаметр фланца значи-
тельного размера, фланец может быть получен в результате не-
скольких операций с последовательным увеличением толщины
стенки (рис. 222, e). В некоторых случаях, если это обусловлено
конфигурацией поковки, высадку трубы можно осуществлять и
в полости пуансона (рнс. 222, ж).
Ниже приведен расчет переходов щ
при высадке из трубных заготовок
по методу А. B. Ребельского. По это-
му методу (рис. 223 и 224) количе-
ство и размеры переходов опреде-
ляют в зависимости от длины и диа-
метров поперечного сечения выса-
12 1Л
Рис. 224. Номограмма
для определения допу-
стимой степени высадки
по переходам
Рис. 223, Расчет переходов при высадке
труб
живаемой части трубной заготовки и готовой поковки. За основу
взяты правила высадки для цилиндрического набора в матрице
из сплошной прутковой заготовки, при этом сечения исходной
трубной заготовки, промежуточных переходов высадки и окон-
чательной поковки приводятся к сплошным сечениям равнове-
ликой площади. Длину lp высаживаемой части заготовки, необ-
ходимую для образования утолщения, подсчитывают делением
объема металла Vy утолщенной части поковки на площадь по-
перечного сечения заготовки:
Vy Vy
fo
A do
2
пр
4
Объем утолщенной части определяют по чертежу поковки с
учетом угара металла и половины допуска, приводящего к уве-
личению объема.
Отношение длины высаживаемой части заготовки к диамет-
236

ру приведенного сечения является коэффициентом т, характе-
ризующим устойчивость труб при осевом сжатии:
эО
m=
Щ~
Если величина т меньше допустимого значения тэ,, можно
окончательную поковку получить высадкой в одном ручье без
наборных переходов.
Допустимое значение коэффициента та,„зависит от харак-
тера течения. металла во время деформации и отношения —.
~0
~0
Величину коэффициента находим по формуле
~ (D&l ;&g ; в
con э
Onр
где Й вЂ” коэффициент. определяемый по табл. 46.
Таблицп 46
Значение коэффициента Й
Отношение
~о
do
Коэффициент А при высадке
аа счет уменьшения диаметра
Коэффициент й при высадке
за счет уменьшения диаметра
Отношение
~.~о
dî
внутреннего
наружного
наружного
в ~утреннего
3,8
3,4
3,0
1,9
1,7
1,5
2,2 — 2,0
2,0 — 1,8
1,8 — 1,6
1,6 — 1,4
1,4 — 1,2
1,2 — 1,1
2,5
2,3
2,1
5,0
4,6
4,2
е„= 1Р 2 — 0,03 [' (35 — т~,„)' — (35 — т)'
или по номограмме (рис. 224). Затем определяем допустимое
увеличение диаметра приведенного сечения
~,ар †. 4~0 °
пр
Задаваясь наружным диаметром D или внутренним диамет-
ром d~ первого перехода, находим
Аар =- D — А
2 2 2
Ялику перехода определяем по формуле
~'фи
ж
~2
4 1ар
237
Часто при высадке поковок из труб величина т B несколько
раз больше тэ,„, поэтому прибегают к применению наборных
переходов.
Для определения размеров первого наборного перехода на-
ходим коэффициент (относительный диаметр высадки) по фор-
муле

где и — коэффициент несовершенства заполнения полости ручья
по переходам; берется в пределах =l,l — 1,07.
В такой же последовательности производят расчет всех ос-
тальных переходов высадки, начиная со второго и кончая по-
следним ручьем. Принимая полученные размеры первого пере-
хода за размеры заготовки, определяют указанные выше коэф-
фициенты, а задаваясь одним из диаметров, подсчитывают
другой диаметр и длину высадки.
Поковки группы Vl (см. рис. 195) изготовляют комбиниро-
ванным способом: вначале штампуют заготовки на молоте или
прессе, а затем окончательную форму и размеры поковке при-
дают на горизонтально-ковочной машине или в обратной после-
довательности.
Размеры заготовки и переходы штамповки определяют по
отдельным элементам поковки, соответствующим тому или ино-
му технологическому процессу.
ф ЗУ. ОПРЕДЕЛЕНИЕ УСИЛИЯ ШТАМПОВКИ
И ВЫБОР ГКМ
Необходимое усилие машины зависит от характера выполняе-
мой операции. Существуют различные формулы для определения
усилия штамповки на Г1~М.
Ниже приведена формула для определения усилия Г1~М,
предложенная проф. В. И. Залесским.
Необходимое усилие штамповки в Мн определим по формуле
где Й вЂ” коэффициент, зависящий от характера производимой
операции, а также от толщины наиболее тонкого элемента по-
ковки s или же отношения этой толщины к диаметру d высажи-
S
ваемой заготовки, т. е. от —; величину Й принимают по табл. 47;
д
o.— предел прочности стали при температуре окончания
штамповки в Мн)м',
F — площадь проекции поковки на плоскость, перпендикуляр-
ную направлению движения пуансона, в мм',
D — значение указано на эскизах, помещенных B табл. 47,
в мм.
Пример определения усилия ГКМ. Определим усилие ГКМ для высадки
стержневой поковки с фланцем на конце: диаметр D = 100 мм; высота s =
= 24 мм; диаметр заготовки d = 60 мм; сталь 40Х; F = 7854 мм2.
При температуре конца штамповки o', = 90 Мя/м2 (9 кГ~мм2). По табл. 47
принимаем k = 5.
Тогда усилие ГКМ
Р=йс,Р 10 ~ = 5 90 7854 10 ~ 3,53 Мн (353 T).
По ГОСТУ 7023 — 56 выбираем усилие ГКМ, ближайшее расчетному уси-
лию, т. е. 4 Мн (400 Т) .
238

Наименование операций
Эскиз
1<оэ фи ци
Высадка в кону ской
пслости, расположенной
в пуансоне (наборгый ру-
чей)
Высадка фланца плос-
ким пуансоном (при воз-
можнсм частичном фор-
моизменении в полости
пуансона)
III Высадка с одновремен-
ным вдавливанием пуан-
сона, имеющего диаметр,
равный примерко диамет-
ру прутка (гри возмож-
ном частичном формоиз-
мгнении в полости пуан-
сона)
4 8 12 Ib юмм
I V Прошивка, сопровож-
дающаяся раздачей мате-
риала пуансоном в сторо-
ны; фланец подготовлен
в предыдущем ручье
8 12 1b Юю1
1,7
V Сквозная прошивка, со-
провождающаяся срезом
VI Высадка тонкостенных
полых деталей
И О4ОВУ У
239
Таблица 47
Значение коэффициента Й при определении усилия горизонтальных машин

При изготовлении на ГКМ кольцеобразных поковок из ста-
лей ШХ6, ШХ9 и ШХ15 усилие в Мн можно определять по эмпи-
рической формуле, предложенной ГПЗ-1:
Р=0%,
где — максимальный наружный диаметр поковки в мм;
— коэффициент, зависящий от способа штамповки и тем-
пературы окончания штамповки (для заготовок, штам-
пуемых в пуансоне, k = 0,056 при температуре оконча-
ния штамповки, равной 850'С, и k = 0,045 при темпе-
ратуре окончания штамповки, равной 900'С).
ф 38. ОСНОВНЫЕ КОНСТРУКТИВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ШТАМПОВ ГКМ
Блок матриц состоит из двух частей: правая неподвижна и
закреплена к правой стороне передней части станины; левая—
подвижна и закреплена к поперечно-зажимному ползуну.
Рис. 225. Сборные блоки матриц
HOH H
аждая часть (правая и левая) блока матриц бывает
составнои. Цельные матрицы — трудоемки в изготовлении
и неэкономичны в эксплуатации. Известно, что наименьший срок
служ ы имеют формовочные ручьи, при этом в результате из-
носа одного ручья приходится заменять весь блок.
Для увеличения срока службы штампов матрицы выполняют
составными из нескольких частей, исходя из того, чтобы каждый.
ручей был расположен в отдельном кубике (рис. 225) К
ТОГО К
, каждыи кубик имеет вставку рабочей части ручья. Если
5) . роме
изнашивается какой-либо ручей, то заменяется только его одна
вставка, при этом сохраняется не только блок матрицы, но даже
отдельный кубик.
240

Высоту блока матрицы определяют как сумму размеров диа-
метров ручьев или ручьевых вставок и минимально допускаемых
толщин стенок между ручьями или ручьевыми вставками. По-
лученная таким образом высота увязывается с характеристикой
штампового пространства ГКМ. Длину блока матрицы опреде-
ляют как сумму размеров длин отдельных элементов ручья или
ручьевых вставок с учетом толщины стенок в долевом направле-
нии матрицы и уточняют по размерам штампового простран-
ства. Толщину блока матрицы определяют по характеристике
штам пового пр остр анства ГКМ.
Минимально допустимая толщина стенки между ручьевыми
вставками составляет 10 — 15 мм. Толщина стенки от края бло-
ка матрицы до полости ручья или до края ручьевой вставки не
4~
А-Д
Рис. 226. Конструкция зажимной части ручья:
а — с гладкой и б — с рифленой полостями
должна быть меньше (0,07D + 2) мм (D — диаметр полости
ручья или выемки ручьевой вставки).
Ручьи матриц. В матрицах размещены наборные и формо-
вочные ручьи. Ручьи состоят из зажимной и рабочей частей.
Зажимная часть ручья служит для зажатия заготовки в мо-
мент ее деформации и имеет овальное сечение. Большая ось
овала расположена в полости разъема матриц. Длину малой оси
выбирают исходя из того, чтобы обеспечить надежный зажим
заготовки. Площадь сечения должна быть примерно равна пло-
щади сечения заготовки. Полость зажимной части ручья изго-
товляют гладкой и рифленой (рис. 226).
Наличие рифленой полости ручья позволяет сократить длину
зажимной части по сравнению с гладкой полостью ручья на
20 — 25%. Глубина канавок рифленой полости составляет
1 — 2 мм; чем больше усилие ГКМ,тем больше глубина канавок.
Угол скоса полости ручья ц (рис. 226, a) принимается равным
12 — 20'. Толщина прокладки t, применяемой при расточке ручья,
в зависимости от усилия ГКМ составляет 0,4 — 2,5 мм. Радиусы r
(1 — 5 мм) принимают в зависимости от диаметра заготовки.
Длина зажимной части ручья l зависит от усилия ГКМ и может
быть принята по табл. 48.
16 Заказ 401 241

Наборные ручьи служат для постепен-
ного набора металла в определенной ча-
сти заготовки. Полости наборных ручьев
расположены в матрице, в пуансоне или
частично в матрице, а частично в пуансо-
не. Если необходимо получить кониче-
скую форму переходов, полость наборных
ручьев должна находиться в пуансоне.
В других случаях полость ручья рекомен-
дуется располагать в матрице. Длина по-
лости наборного цилиндрического ручья
в матрице должна быть такой, чтобы к
моменту окончания деформации пуансон
захо и полость чья на величин не
Таблаи,а 48
Длина зажимной части
ручья блока матрицы
Усилие
ГКМ
в Мн
Длина
В ЯМ
11Ä 150
160 — 180
215 — 250
225 — 280
270 — 305
305 †3
350 †4
2,5
4
8
'.О
12,5
20
31,5
Д Л В ръ У
менее своего диаметра. Размеры набор-
ных ручьев определяют по размерам наборных переходов. Зазор
между полостью ручья матрицы и пуансоном принимают в зави-
симости от усилия ГКМ (0,15 — 0,5 мм). Наибольшая величина
зазора соответствует большему усилию ГКМ.
Формовочные ручьи могут быть расположены в матрице и в
пуансоне и служат для предварительного и окончательного фор-
мообразования поковки. В окончательном ручье поковка приоб-
ретает конфигурацию и размеры согласно чертежу горячей по-
ковки.
Формовочный ручей располагают в пуансоне (см. рис. 217)
в том случае, если при одной прошивке высота поковки состав-
ляет не более 0,6 ее диаметра.
В других случаях формовочный ручей, как правило, распола-
гается в полости матриц.
Размеры формовочного ручья устанавливают исходя из при-
нятых переходов штамповки. Диаметр окончательного формо-
вочного ручья должен быть равен диаметру поковки с учетом
усадки; величину усадки для стали следует принимать равной
1,5%.
При расположении формовочного ручья в матрице длину его
определяют по размеру поковки, исходя из того, чтобы было
обеспечено нужное направление и перемешение пуансона в на-
чальный момент прошивки или формовки на величину b ) 0,5d
(см. рис. 216).
Зазор между полостью формовочного ручья матрицы и пуан;
саном принимают в зависимости от усилия ГКМ равным 0,15—
0,5 мм; наибольшая величина соответствует наибольшему уси-
лию ГКМ.
Если в формовочном ручье происходят одновременно фор-
мовка и прошивка отверстия, то рекомендуется применять кон-
струкцию прошивника, показанного на рис. 227. Диаметр пуан-
сона d равен диаметру прошиваемого отверстия с учетом укладки
металла. Чтобы уменьшить трение, прошивник делают кониче-
242

И
радиус г~ = —, длина пуансона 1 находится конструктивно.
2
Пережимная часть ручья служит для пережима исходной за-
готовки до необходимого диаметра под просечку отверстия и
расположена в пережимных вставках, показанных на рис. 228.
Рис. 227. Прошивной пуансон (прошивник)
При большой разнице диаметров исходной заготовки и пере-
жатой ее части пережим рекомендуется осуществлять в два или
три перехода, причем в первых двух переходах заготовку следует
пережимать на овальное сечение.
3а один переход можно производить пережим (рис. 228, a)
dy
овальной формы при соотношении — & t; ,8 dp Ђ” диам тр
dg
верстия поковки с учетом усадки металла; d~ — диаметр исход-
ной заготовки с учетом усадки металла).
При этом полуось овала
h,= — 0,3 мм.
2
При соотношении — ' = 1,8 —: 2,2 пережим овальной формы
О
следует производить за два перехода с размерами полуоси:
в первом переходе
h,= '+ 'мм;
4
во втором переходе
h,= — 0,3 мм.
2
диаметр пережима круглой формы dg — — dp — 0,5 мм
(рис. 228, б).
16ф
243
ским или куполообразным. Величина уклона а зависит от глу-
бины прошиваемого отверстия и составляет 0,5 — 3'. Большая
величина а соответствует большей глубине прошиваемого отвер-
СТИЯ.
d
Радиус r принимается равным 2 — 4 мм; радиус r, = —;

Размеры D и А могут быть определены в зависимости от
диаметра заготовки d& t; по форму
D= (1,4 —:2)д,;
А= (0,5 —:0,8)d1.
Просечная часть ручья предназначена для просечки сквозно-
го отверстия поковки. Просечку осуществляют при помощи про-
Рис. 228. Вставки пережимной части ручья:
а — на овальную форму в предварительном ручье; б — на круглую форму в оконча-
тельном ручье
сечных вставок, конструкции которых аналогичны конструкциям
пережимных вставок на круглое сечение. Диаметр просечной ча-
сти ручья
d,= 1,01dp+0,1 мм,
где dp — диаметр отверстия в поковке.
Размеры D и А определяют так же, как для пережимных
вставок (рис. 228).
244

Обрезной ручей служит для обрезки заусенца при штампов-
ке поковок групп 1 и IV (см. рис. 195). Конструкция высадочного
штампа с обрезным ручьем приведена на рис. 229.
Рис. 229. Высадочный штамп с обрезным ручьем
Размеры обрезного ручья должны соответствовать размерам
горячей поковки. диаметр полости обрезного ручья
d,= — d„+ 0,5х,
где Ш„ — диаметр обрезаемой части поковки;
х — положительное отклонение допуска на диаметр обре-
заемой части поковки.
диаметр обрезного пуансона
~12 ~11
где г — зазор между обрезным пуансоном и полостью обрезного
ручья; составляет 0,3 — 1,0 мм для поковок диаметром 20—
360 мм. Толщина режущей кромки обрезной вставки составляет
5 — 10 мм; высота 25 — 75 мм для поковок диаметром 30 — 140 мм.
Отрезной ручей служит для отрезки высечки от исходной за-
готовки. Отрезка осуществляется методом сдвига с помощью но-
жей. Неподвижный нож укреплен к неподвижной матрице, а под-
вижный нож к подвижной матрице. Отрезной ручей расположен
со стороны задней плоскости матриц между формовочным и про-
сечным ручьями (см. рис. 218).
Формовочные, прошивные, просечные и обрезные пуансоны.
Конструкция пуансонов обусловлена конфигурацией и размера-
ми переходов штамповки.
24Д

Пуансоны бывают цельными и сборными. Цельные пуансоны
неэкономичны. Для сокращения расхода штамповой стали сле-
дует применять сборный пуансон, который состоит из рабочей
части, державки с хвостовой частью и деталей крепления. Дер-
жавку, в свою очередь, крепят в пуансонодержателе.
Рис. 230. Сборный пуансон
Для поковок сравнительно небольшого диаметра (DÄ (
( 50 мм) целесообразно применять сборный пуансон (рис. 2ЗО).
Размеры хвостовика для этого пуан-
сона принимают по табл. 49. При-
Раэмеры хонструхтвввых меняют и другие сборные конструк-
элементов хвостовиков ции пуансонов и матриц.
пуансонов в ММ
я в9. ОРГАНИЗАЦИЯ РА6ОТЫ НА ГКМ
Усилие
ГКМ
е Мн
Производительность ГКМ зави-
сит от рационального расположе-
ния оборудования.
Нагревательные печи устанавли-
вают с правой стороны рабочего
фронта Г1~М; пластинчатые транс-
2,5
4,0
8,0
10,0
12,5
20
25
30
35
35
60 45
70 60
80 75
95 75
115 80
40
50
60
75
90
портеры параллельны по отноше-
нию к рабочему фронту машины или под некоторым углом к не-
му. Наиболее экономичным следует считать первый вариант рас-
положения транспортера. При таком расположении транспортер
занимает площадь, которая обычно не используется, в связи с
чем нагревательная печь может быть установлена на минималь-
ном расстоянии от машины.
Если на одной линии установлено несколько машин
(рис. 231), то наклонные транспортеры, расположенные под
углом, могут выдавать поковки из приямков не в ящик, а на
общий пластинчатый транспортер, который расположен сзади
этих машин и доставляет поковки на промежуточный склад.
Наиболее широкое применение для удаления поковок из при-
ямков горизонтально-ковочных машин получили наклонные
транспортеры, которые транспортируют поковки из приямка в
ящик. Однако такой способ удаления поковок не может быть
246

рекомендован для кузнечных цехов подшипниковой промышлен-
ности, так как поковки из стали ШХ15, собранные в ящики, мед-
ленно остывают, в результате чего выпадает карбидная сетка,
Рис. 231. Схема расположения ГКМ:
1 — напольный перекладчик; 2 — однорельсовый путь; 3 — ГКМ; 4—
пластинчатый транспортер; 5 — пласткнчатый наклонный транспортер,
б — нагревательная установка; 7 — приямок ГКМ; 8 — рабочее место
что является крайне нежелательным. Поковки должны быть уда-
лены от ГКМ и доставлены по одной на термическую обработку
для ускорения их охлаждения.

Глава Xl
ПРОФИЛИРОВАНИЕ ЗАГОТОВОК ДЛЯ ШТАМПОВКИ
ф 60. СУЩНОСТЬ ПРОЦЕССА И ПРИМЕНЯЕМОЕ ОБОРУДОВАНИЕ
~ 1рофилирование заготовок применяют для увеличения дли-
ны исходной заготовки за счет уменьшения площади ее попереч-
ных сечений в тех местах, где это необходимо в соответствии с
конфигурацией поковки. В процессе профилирования деформи-
рование заготовки происходит во вращающихся секторах-штам-
пах, расположенных на части окружности двух валков ковочных
вальцов.
При штамповке на молотах применение профилирования ис-
ключает необходимость в протяжном и подкатном ручьях, что
позволяет увеличить на 30 — 400/О производительность и получить
значительную экономию металла.
При профилировании ковочные вальцы устанавливают в ли-
нию штамповочного агрегата, при этом профилирование и штам-
повку производят с одного нагрева.
1(овочные вальцы консольного типа. В настоящее время для
профилирования применяют ковочные вальцы различных кон-
струкций. Наибольшее распространение получили ковочные валь-
цы консольного типа (рис. 232). Такие вальцы бывают с регули-
руемым межцентровым расстоянием и с нерегулируемым рас-
стоянием между валками.
Станина ковочных вальцов, изготовляемая из стального
литья, имеет открытую снизу и с боков (по фронту) коробчатую
форму. Сверху на плите станины установлен электродвигатель,
передающий вращение посредством клиновых ремней маховику.
Станина имеет четыре параллельных расточки, в которых смон-
тирована ось передаточных зубчатых колес, вал муфты и опоры;
на последние, в свою очередь, монтируют рабочие валки.
Передаточные шестерни на валках находятся внутри стани-
ны. Рядом с маховиком на валу насажена муфта, связанная с
валом через шпанки, но имеющая возможность скользить по
нему. Эта муфта одновременно служит поршнем пневматического
цилиндра, рабочая полость которого находится между муфтой и
248

249

тормозным диском. В эту рабочую полость воздух поступает из
пневматической сети через отверстие в вале при нажиме рабочим
пусковой детали. Воздух прижимает муфту к фрикционному ди-
ску и маховику, благодаря чему происходит ее сцепление с ма-
ховиком, и муфта вместе с валом начинает вращаться.
В практике применяют также комбинированные ковочные
вальцы (рис. 233). В данном случае в зависимости от сложности
поковок работу можно осуществлять или на обычных вальцах
или вальцах консольного типа. Обычные вальцы применяют глав-
ным образом для протяжки концевой части длинных заготовок.
Рис. 234. Схема работы на ковочных вальцах консольного типа:
а — «от себя»; б — «на себя»; А — расстояние между валками
Ковочные вальцы подразделяют на стационарные и перенос-
ные и устанавливают в линию штамповочного агрегата или в
автоматическую ковочную линию.
На ковочных вальцах консольного типа обжатие заготовки
производят с помощью приемов «от себя» и «на себя» (рис. 234).
Прием «от себя» может быть осуществлен только в одно-
ручьевом штампе за один проход в случае, когда вальцуемая
заготовка не имеет утолщения (головки), конец которого можно
использовать для удерживания заготовки в клещах.
Прием работ «на себя» необходим во всех случаях много-
ручьевой вальцовки и при числе проходов более одного.
Конструкция современных ковочных вальцов предусматривает
включение их от педали с таким расчетом, чтобы они совершали
один оборот.
ф 61. OCHOBHblE ПРАВИЛА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЕРЕХОДОВ
И КОНСТРУИРОВАНИЯ ШТАМПОВ
Надо стремиться, чтобы площадь поперечных сечений валь-
цованной заготовки (в мм~) соответствовала сумме сечений по-
ковки и облоя с учетом угара. Поперечное сечение исходной за-
250

готовки должно быть равно наибольшему поперечному сечению
поковки с учетом отхода на облой и угар. Ми~нимальные ради-
усы внешних скруглений переходов (рис. 235)
R =- 0,5Н„.
Внутренние радиусы Я1 могут быть наполовину меньше ра-
диусов R:
R1 = 0,5R.
Рис. 235. Поковка, изготовляемая из вальцованной
заготовки:
1 — поковка; 2 — вальцованная заготовка; 3 — заготовка под
вальцовку
Длина вальцованной заготовки должна обеспечивать получе-
ние качественной поковки. При ее определении следует учиты-
вать изменение длины в процессе штамповки в предварительных
ручьях штампа на прессе или молоте.
Рис. 236. Различные формы головок у поковок, изготовляемых
из вальцованной заготовки
Если головка поковки имеет форму шара или прошитого ци-
линдра, высота которого больше диаметра (рис. 236, а, б и в),
поперечное сечение вальцуемой заготовки целесообразнее опре-
251

делять исходя из объема этой части поковки с облаем и учиты-
вая угар металла:
V
заг
где V — объем головки поковки с облаем и угаром на длине 1;
1 — длина головки с учетом длины участка, начиная от
центра дуги радиусом R.
Наибольший диаметр вальцовочного штампа D равен рас-
стоянию между центрами валков В минус 1 — 3 мм (рис. 237).
Высота зева А равна диаметру
С или стороне квадрата исходно-
го материала плюс 3 — 10 мм.
Дуга зева должна быть не ме-
нее 90', поэтому длина рабо-
чей части вальцовочного штам-
па С должна быть не более
%pnsm рИати 0,75zrD (D — наибольший диа-
метр вальцов).
Наибольшая длина вальцо-
ванной заготовки (не считая
требуемых головок), которая
может быть получена на дан-
ных вальцах, не может превы-
шать величины, обусловленной
Рис. 237. Схема установки вальцо
L,„~( 0,75~ОД,
где D) ——  — расстояние между центрами валков;
$ — коэффициент опережения.
Коэффициентом опережения называют отношение длины валь-
цованного участка заготовки к длине соответствующего участка
вальцовочного штампа. Он отражает превышение скорости выхо-
да деформированного металла из вальцов по сравнению с их
окружной скоростью. Участки вальцованной заготовки, не под-
вергающиеся обжатию, опережения не имеют, поэтому их окруж-
ная длина в вальцовочном штампе равна длине этих же участ-
ков в вальцованной заготовке (рис. 238). Значение коэффицие~нта
опережения дано ниже.
Длина участка вальцовочного штампа, в котором производят
обжатие, должна быть на 4 — 12% меньше длины соответствую-
щего участка вальцованной заготовки.
Коэффициентом вытяжки называют отношен~~ие длины валь-
цованной заготовки к длине исходного материала (не учитывают
участки, которые не подвергаются обжатию) или отношение пло-
щади сечения исходной заготовки к площади сечения вадьцо-
ванной заготовки в местах обжатия. Коэффициент вытяжки при
252

вальцовке в одном ручье и за один проход без образования аб-
лая не должен превышать 2,0.
Если облай на вальцованной заготовке не препятствует штам-
повке (отсутствует кантовка заготовки на 90'), то коэффициент
вытяжки может быть увеличен до 3,25.
Вальцовка за несколько проходов в одном или нескольких
ручьях необходима в тех случаях, когда размеры поковки в пла-
Рис. 238. Построение вальцовочного штампа
не изменяются. Коэффициент вытяжки во всех переходах, кроме
последнего, должен быть не более 2. Колебания величины коэф-
фициента опережения, зависящие от величины принятого обжа-
тия и других причин, при вальцовке за
несколько проходов суммируются, что
может привести к значительным коле-
баниям размеров вальцованной заго-
товки. Значение коэффициента опере-
жения составляет 1,04 — 1,12, в зависи-
мости от величины обжатия.
Ширина ручья вальцовочного штам-
па при одноручьевой вальцовке не
должна быть меньше ширины исход-
ной заготовки (рис. 239), так как ина-
че произойдет «закусывание» кромками ручья исходной заго-
товки.
Вальцовка на гладких вальцах сопровождается уширением
(ЛЬ), величина которого зависит от интенсивности обжатия и
температуры нагрева. Чем выше температура вальцуемой заго-
товки, тем меньше уширение. Если в местах пережима необхо-
димо получить уширение, оно не должно превышать величины
(рис. 239)
Рис. 239. Построение ручья
вальцовочного штампа
ЛЬ = (H„— Н„.) (0,3 —: 0,5),
где Н„ — высота начальная;
H — высота конечная.
При вальцовке за один проход в закрытом ручье квадратной
заготовки с равнозначными площадями поперечных сечений
253

появляется возможность получить вальцованную заготовку, ши-
рина которой приблизительно на 10% меньше ширины заготовки,
полученной из круглого профиля. Исходный паласовой профиль,
вальцованный «на ребро», дает заготовку с наименьшей ши-
риной.
Линия разъема вальцованной заготовки должна проходить
по ее оси симметрии. Разница в величинах длин окружности дна
Рис. 241. Ручей овальной
формы вальцовочного
штампа
Рис. 240, Уклоны боковых стенок
ручья вальцовочного штампа
ручьев штампов приводит к изгибу заготовки в сторону мень-
шего радиуса катания.
Уклоны и боковых стенок ручья вальцов зависят от его глу-
бины h. Минимальные значения а и Я (рис. 240) даны в табл. 50.
При вальцовке из круглой заготовки
наибольшее обжатие достигается в ру-
чье, имеющем овальную форму дна
(рис. 241), при наличии стенок высотой
h, которые препятствуют уширению валь-
цуемой заготовки. При вальцовке из
квадратной заготовки овальное дно ру-
Таблица БО
Зависимость
штамповочных уклонов о.
и переходных радиусов Я
от глубины Ь полости
ручья
йвмм
Явмм
чья дает возможность уменьшить высоту
стенок и величину требуемых уклонов бо-
ковых стенок.
Всем конструкциям ковочных вальцов
(особенно консольного типа) свойствен-
но значительное пружинение. Величина
пружинения зависит от нагрузки (разме-
1,5 — 2
2,5 — 3
4 — 5
5 — 8
10 — 15
До 10
э 17
» 24
» 35
) 35
3
7
10
12
ров заготовки и величины ее обжатия),
температуры нагрева и жесткости конструкции вальцов. Высота
поперечного сечения ручья вальцовочного штампа должна быть
меньше (за счет высоты) соответствующей номинальной высоты
поперечного сечения заготовки на величину пружинения. Вели-
чину пружинения в каждом конкретном случае устанавливают
опытным путем.
Рассмотрим пример определения размеров заготовки, числа
переходов вальцовки и длины дуги штампа последнего перехода.
Пример.,@ля поковки массой 2,67 кг, показанной на рис. 242, определить
размеры исходной заготовки, число переходов вальцовки и длину дуги валь-
цовочного штампа последнего перехода.
254

Решаем первый вопрос. Объем
поковки находим из выражения
0
с~3
и— У
7
где G — масса поковки в кг;
y — удельный вес стали в кг/ма.
Подставляя в выражение цифро-
вые значения, получим
~670
Vè 340 смз.
7,8
Объем заготовки
100+ х
1 заг= (Vn+ Vo)
100
где V& t; Ђ” об ем обл я, кото ый
данного случая принимает-
ся равным 30% объема по-
КОВКИ;
x — угар, принимаемый равным
при индукционном нагреве
1% суммарного объема по-
ковки и заусенца;
1ГО+ 1
V~~ = (340+102)
100
442.1 01 446 смз
Диаметр заготовки определяют
по наибольшему сечению поковки с
учетом облоя и угара металла.
Наибольшее сечение большой го-
ловки рычага составит
S~=dh см,
Рис. 242. Поковка, штампуемая из
вальцованной заготовки
где d — диаметр большой головки в см;
h — высота большой головки в см.
Тогда
S, = 5,6 3,6 = 20 см~.
Диаметр исходной заготовки
/ 4
~заг ~заг
Л
4
— 22,2 = 5,2 см.
3,14
Длина заготовки
446
~заг
— 20,1 см.
4заг—
22,2
~заг
255
Наибольшее сечение большой головки рычага с учетом сечения облоя So
(в данном случае принимается равным 10% наибольшего сечения головки)
и угара металла
~г'г = (~г+ ~г)
100+ х
100
— (20+ 2) 1,01 = 22,2 см'.

Решаем второй вопрос. Так как часть заготовки, идущая на формообразо-
вание головок, не подвергается вальцовке, то, согласно чертежу поковки на
рис. 242, имеем
l,=6,5+5,2=11,7 см.
Следовательно, длина заготовки, которая подвергается вальцовке,
~заг.в = ~заг ~г = л0 1 11,7 = 8,4 см.
,Ялина вальцованной части поковки согласно чертежу составляет
~ив = 19 см.
3а первый переход вытяжки длина вальцованной части заготовки
~yp~~p = ~загК
где К вЂ” коэффициент вытяжки, равный 2,0.
Подставляя значение К, получим
l~ggp — — 3, 4 2, 0 = 16, 8 с,и.
3а второй переход вытяжки длина вальцованной части заготовки составит
1перК=16,,8 2=33,6 см.
Так как длина вальцованной части поковки должна быть равна 19 см,
вальцовку необходимо осуществить за два перехода.
Решим третий вопрос.,Ялина дуги вальцовочного штампа последнего пе-
рехода
~ï. в
L =- — см,
где g — коэффициент опережения; для данного случая принимается рав.
ным 1,08.
Подставляя численные значения в формулу для L, получим
19
= 17,6 см,
1,08
ф 62. ОПРЕДЕЛЕНИЕ УСИЛИЯ ОТ ДАВЛЕНИЯ МЕТАЛЛА НА ВАЛКИ
Усилие от давления металла на валки определяют по формуле [591
~ = Fpepke
где F — контактная площадь вальцуемого металла и валка в м~;
k, — коэффициент, учитывающий возможные колебания температуры
вальцовыми, химического состава стали, а главное, влияние облоя, ве-
личина которого тем больше, чем больше величина обжатия в огра-
ниченном по ширине ручье; рекомендуется принимать k, = 1,5 —:2;
р,„— среднее давление в Мн~м2;
ЛЙ
f
Мн(мэ
1, 6р, ~ гЛЙ вЂ” 1, 2ЛЙ
рр= '+ Й +Й '+
2@v
~0+ ~в
256
где ц — коэффициент трения, равный (1,05 —: 0,0005)1' (но не более 0,58);
t' — температура вальцовки в 'С;
г1 — вязкость вальцуемого металла в Мн сек/м' при скоростях, принятых
для ковочных вальцов, и температуре вальцовки 1200' С;
q = 0,2 Мн.сек(м2 =0,02 кГ сек /мм2;

& t; Ђ” удель ое сопротивле ие ри статичес ом сжа и в Мн м; опре
ляется по эмпирической формуле
/г=20(1,4-1-%С-~- %Мп);
лба
v — окружная скорость валков, равная и/сек;
360
d — диаметр валка в м;
и — число оборотов валка в секунду.
Рнс. 243. Схема линейного обжатия заготовки
Длину участка, на протяжении которого валки соприкасаются с вальцуе-
мым металлом, определяют по формуле
1= ~пИ м,
где r — радиус вальцовочного штампа в м;
ЛЙ = hp — /4 — линейное обжатие (рис. 243).
Рассмотрим пример определения усилия от давления на вал-
ки при вальцовке заготовки, приведенной на рис. 244.
Рис. 244. Вальцованная заготовка
ПРимер Диаметр вальцов 400 мм; скорость их при 25 об~мин равна
525 мм/сек (0,525 м/сек), материал — сталь 45; температура вальцовки 1200' С.
Найдем
dh=hp — h,=60 — 40=20 мм=0,02 м;
d ьй
г= — — — =190 мм=0,19 м;
2 2
l= ф'190.20=61,5 мм=0,0615 м;
257
17 заказ ®

F lB =0,0615-0,06=0,0037 м~
р. = 1,05 — 0,6= 0,45;
Й=20(1,4+0,45О~~ C+0,65o~~ Mn) =50 Мн/ме
1,6 0,45 V0,19 0,02 — 1,2 0,02
Рср = 1+ 50+
0,1
2 0,2.0,525
0,1
= 60 Мн/м~=6 нГ/мма,
Где  — ширина ручья в м.
Усилие на валки составит
P= F p,ðÈ, =0,0037 60 2 = 0,45 Мн (45 T).
(при следующем химическом составе стали 45: 0,45О/О С, 0,65

Глава ХИ
ИЗГОТОВЛЕНИЕ ПОКОВОК В ГОРЯЧЕМ СОСТОЯНИИ
НА ГОРИЗОНТАЛЬНО-ГИБОЧНЫХ МАШИНАХ 1ГГМ1
й 63. СУЩНОСТЬ ПРОЦЕССА И ХАРАКТЕРИСТИКА ГГМ
где 3 — толщина изгибаемой заготовки;
k — коэффициент, зависящий от свойств и состояния ма-
териала, значения которого приведены в табл. 51.
Таблица Я
Величина коэффициента й для определения минимального внутреннего
радиуса гибки
Отожженный и нормализованный
материал
Наклепанный материал
Расположение линии сгиба относительно волокна
Сталь
поперек
ВДОЛЬ
поперек
ВДОЛЬ
10; Ст.1; Ст.2
20; Ст.З
30; Ст.4
40; Ст.5
50; Ст.6
60; Ст.7
0,4
0,5
0,6
0,8
1,0
1,3
0,4
0,5
0,6
0,8
1,0
1,3
0,8
1,0
1,2
1,5
1,7
2,0
0,1
0,2
0,3
0,5
0,7
17ф
а изготовляют поковки ги кой в ro ячем и холоднои
состоянии.
Изготовление поковок гибкой в холодном состоянии имеет
большое преимущество перед гибкой в горячем состоянии. По-
этому следует стремиться к гибке в холодном состоянии, если
это позволяют заданные условия. Наименьшая величина радиу-
са изгиба, допускающая применение процесса гибки в холод-
ном состоянии, зависит от свойства и толщины материала. Мини-
мальный внутренний радиус изгиба определяют по формуле
Rg~~ ~~ А

При гибке заготовок на ребро минимальн " р у
ьный ади 'с гибки
R i„)3B,
где  — ширина изг
изгибаемой заготовки.
R ) 2D при наружном
Минимальный радиус гибки труб
и Л ) 30при0)20мм.
диаметре трубы 0 (20 мм; ~,д
1~огда минимальный внутренний радиус меньше значе
лученных по указанным формул, у р
ам гибк рекомендуется произ-
водить в горячем состоянии.
,п едставляет собой кривошипный горизон-
б ы~~й мощ~о-
и большим ходом ползуна р
чивающих усилия на и олзуне: быст-
cm saezxponpzaogoa, o6acneumaa щ
«а торцовои "~~~o~ опирается на»» ~&gt ~» <
у
н ю часть штампа. Большая длина ход
б х прямого главно о вала
обеспечивается тем, б
что на обоих концах п
ие з бчатые колеса. ат
Ша уны посредством
смонтированы большие у
ажены на криво-
твляется движение ползуна, посаж
которых осуществля
ап~~ы к епленные на полотне зу
з бчатых колес так, что
шипные цапфы, у р
тся значительно больше радиуса ко-
радиус кривошипа получается значител
ленчатого главного вала.
260

Управление движением ползуна осуществляется с помощью
фрикционных муфт, с которыми посредством рычага соединена
поперечина с ручками.
Регулировку закрытой длины и штампового пространства
производят прокладками в самом штампе или регулировочными
болтами, расположенными в задних упорах.
ф 64. КЛАССИФИКАЦИЯ ПОКОВОК,
ИЗГОТОВЛЯЕМЫХ НА ГГМ
Поковки, для изготовления которых применяют гибку, имеют
самые разнообразные конфигурации и размеры.
Рис. 246. Поковки, изготовляемые на горизонтально-гибочных машинах
По форме профиля исходной заготовки поковки (рис. 246)
подразделяют на четыре группы (I — IV):
группа 1 — изготовляют из проката круглого или квадрат-
ного сечения;
группа II — изготовляют из полосового проката;
группа III — изготовляют из фасонного проката стандартно-
го или специального профиля;
группа IV — изготовляют комбинированным способом, т. е.
с подготовкой вначале на другом штамповочном оборудовании.
Поковки, изготовляемые гибкой и требующие большого штам-
пового пространства и большого хода ползуна, как правило по-
лучают на ГГМ.
Поковки изогнутых форм, для изготовления которых не тре-
буется большого штампового пространства и большого хода
261

~олзуна, могут быть получены на ГГЖ, фрикционных и криво-
шипных прессах.
При единичном и мелкосерийном производствах поковки мо-
гут быть изготовлены гибкой в специальных приспособлениях.
Горячую гибку следует производить при нагреве заготовки
до температуры 700 †9' С. Гибку при более высоких темпера-
турах производить нежелательно, так как в местах изгиба уве-
личиваются отклонения размеров поковки от заданных. Темпе-
ратура нагретой заготовки должна быть равномерной по всей
ее длине, в противном случае происходит односторонняя утяж-
ка, и размеры поковки выходят за пределы допусков.
Чертеж поковки, изготовляемой гибкой, составляется на осно-
вании чертежа готовой детали по общепринятым правилам.
ф 6%. ПЕРЕХОДЫ ШТАМПОВКИ И РАЗМЕРЫ ИСХОДНОЯ ЗАГОТОВКИ
Поковки групп 1 — IV можно изготовлять за один или два
перехода. Количество переходов выбирают с учетом серийности
производства поковок. Чем больше масштаб производства, тем
целесообразнее их изготовление за
один переход в сложном штампе.
При гибке размеры плоской за-
готовки определяют развертывани-
ем детали по размерам нейтральной
ОСИ.
Нейтральной осью называют гра-
ницу между внешними растягивае-
Рис. 247. Нейтральная мыми и внутренними сжимаемыми
ocb (I) заготовки волокнами изгибаемого материала
(рис. 247).
При расчете длины заготовки принимают, что длина волокон
елоя вблизи нейтральной оси при изгибании остается неизмен-
ной, а сам слой перемещается от середины толщины материала
в сторону внутреннего радиуса изгиба в зависимости от отноше-
ния R: t. Расстояние нейтральной оси от внутренней стороны
определяют с помощью приведенного ниже коэффициента х.
Ниже приведена методика расчета длины заготовки для поко-
вок с одним (рис. 247) и двумя (рис. 248) перегибами.
1. Определяют длины а и Ь прямолинейных участков детали.

2. В зависимости от отношения R: t определяют по приве-
денным выше данным коэффициент х и расстояние (xt) ней-
тральной оси от внутренней поверхности.
3. Определяют радиус нейтрального слоя р:
р=R+xt.
4. Определяют длину дуги 1:
(при двух перегибах значение 1 умножается на 2).
Рис. 248. Поковка с двумя перегибами:
1 — нейтральная ось
5. Определяют общую длину заготовки
z=a+b+I.
При гибке неплоских профилей (круглых и фасонных) раз-
вернутую длину следует рассчитывать по центру тяжести про-
филя с проверкой полученных данных экспериментом.
Длину развернутой заготовки при радиусе изгиба R ( 0,5t
определяют по формулам, приведенным в табл. 52, а при ра-
диусе изгиба R ) 0,5t — по формулам, приведенным в табл. 53.
ф бб. ШТАМПЫ ГГМ
Основными деталями гибочных штампов на ГГМ являются:
неподвижная плита (матрица), которую крепят к столу маши-
ны, и подвижная плита (пуансон), закрепляемая к ползуну ма-
ШИНЫ.
При замкнутом положении штампа в стыке плит образуется
требуемая конфигурация детали. Часто плиты снабжают рабочи-
ми вставками. Штамп должен иметь упор, обеспечивающий опре-
деленное положение исходной заготовки. Кроме того, гибочный
штамп должен быть снабжен зажимным приспособлением, пред-
отвращающим одностороннюю утяжку материала в процессе
гибки.
263

Таблица 52
Формулы для расчета длины L заготовки при R & t; 0
Эскиз
формулы
Характеристика гибки
Один перегиб
L = а+ б+0,5t
R~ 90
L=a+б+0,5t
L = a+ 0+e+0,5t
1.=а+б+в+г+0,75t
1.=а+б+в+г+1
L=а+2б+в+г+t
Два перегиба одно-
временно под углом
90'
Три перегиба одно-
временно под углом
90î
Два перегиба одно-
временно, третий от-
дельно
Четыре перегиба
одновременно под уг-
лом 90'
L à+ á+ — 0,5t
90о

Таблица 58
формулы для расчета длины L заготовки при Я& t; 0
Эскиз
Формулы
Характеристика гибки
L = a+ б+ в+ а (R+ х~)
L = 2л (R+ «)
265
Один перегиб под
углом 90'
Psa перегиба под
углом 90'
Четыре перегиба
под углом 90'
Перегиб в виде пет-
ли
Перегиб в виде
втулки
L = а+ б+ — (R+ х~)
2
L=а+2б+в+Г+и Х
х (Ri+ «1~) + n (Ra+ «st)
Ы
L= а+, (R+«~)

Яля поковок сложных форм применяют двух-, а иногда трех-
ступенчатые штампы. При этом каждую операцию располагают
ступенями (друг под другом), а штамповку отдельных участков
поковки производят последова-
тельно.
Определим конструктивные
размеры элементов гибочного
штампа, приведенного на рис. 249.
Радиус R& t; пуанс н 1 вып
няют по чертежу поковки. Внут-
ренний радиус Rz матрицы 2 оп-
ределяют по формуле
R, = (0,6 —: 0,8) (R, + l),
Ррс. 249. К определению конструк-
где t — толщина заготовки.
тивных элементов гибочного штам- Наружныи радиус матрицы
па для поковки с одним перегибом Ла принимают равным толщине
заготовки, но не менее 3 мм. Раз-
мер а ) ЗЯ1, но не менее величины, приведенной в табл. 54. При
совмещении операций гибки и правки а ) b.
Таблица 54
Минимальное значение размера е в зависимости от толщины заготовки
ЯЬВММ
Величина
Ь
] — 2
До 1
4 — 5
3 — 4
5 — 6
2 — 3
6 — 8
8 — 10
20
ЗО
50
75
100
150
200
10
15
20
25
30
35
40
15
20
25
ЗО
35
40
45
15
15
25
ЗО
35
40
45
6
10
20
25
30
35
40
20
20
30
35
40
45
50
25
35
40
45
50
60
25
30
35
40
45
50
35
40
45
50
60
Определим конструктивные размеры элементов гибочного
штампа для поковки с двумя перегибами (рис. 250). Радиус Ri
пуансона 1 выполняют по чертежу поковки. Размер Н матрицы 2
определяют из выражения Н ) 3Я1, но не менее значения, при-
веденного в табл. 55.
Зазор между пуансоном и матрицей 6 определяется из ра-
венства
6=t+x+ft,
где t — толщина заготовки;
х — положительное отклонение допуска на толщину заго-
товки;
f — коэффициент, величину которого принимают по табл. 56.
266

Таблица 55
Значение глубийы штампа II и радиуса закругления Яз в мк
tвмм
Величина
Ь
в ММ
8 — 10
6 — 7
3 — 4
5 — 6
2 — 3
7 — 8
1 — 2
До 1
Яг Н
Н R H Рг Н Яг Н Rg
Н
Н ~г
До 50
50 — 70
75 — 100
100-150
150 †2
30
35
11 40
50
65
25
30
8 35 10
40
55
15
20
25
30
40
25
30
7 35
40
50
35
40
12 40
50
65
30
35
40
50
60
20
25
5 30
35
45
13
40
40 15
50
65
50
60
80
Таблица бб
Значение коэффициента f в зависимости от t u b в мм
Величина
b
Величина
Ь
3 — 5 5 — 7
5 — 7
1 — 3 3 — 5
До 1
1 — 3
7 — 10
7 — 10
До 1
1
0,06 50 — 100
О. 06 Более 100
До 25
25 — 50
0,09
0,11
0,1
0,15
0,15 0,1
0,18 0,12
0,08
0,1
0,08
0,1
0,07 0,06
0,08 0,07
0,2
0,2
ратуры окончания гиб-
ки.
1 2
Чтобы избежать
складки в штампе при
гибке полосы на ребро,
а также угловой стали,
Я1
двутавра и швеллера,
следует предусматри-
вать на всей длине по-
лости гибочного ручья Рнс. 250. К онрецыени~о конетр~ктнвньи
на пуансоне илn МВТ» элементов гибочного штампа для поковок
с двумя перегибами под углом 90'
жесткие полки.
Заготовку надо укла-
дывать по регулируемому упору. Положение правильно уложен-
ной заготовки желательно (там, где это возможно) фиксировать
откидным прижимом.
На рис. 251 приведена поковка поперечной балки платформы,
изготовляемой на ГГМ в горячем состоянии; конструкция штам-
па для этой поковки приведена на рис. 252.
267
Продольные размеры элементов штампа при горячей гибке
принимают по чертежу пврехода с учетом 0,8 — 1,2% усадки и в
зависимости от темпе-

Матрица состоит из четырех основных частей: рабочей части,
торцовой плиты, с помощью которой крепят матрицу к задним
упорам ГГМ; верхней и нижней плит. Рабочая часть, верхняя
и нижняя плиты матрицы расположены так, что эти плиты явля-
ются опорными поверхностями, предотвращающими образование
Рис. 251. Поковка поперечной балки платформы
1У
72
17
1g
Рис. 252. Общий вид штампа для горячей гибки поперечной балки платформы:
1 — торцовая плита; 2 — верхняя плита; 8 —; 4 — планка;
б — нижняя плита; 6 — установочный штифт; 7 — валик; 8 — ролик; 9 — регулирую-
щий упор; 10 — крючок; 11 — рабочая часть пуансона; 12 — ребро жесткости
13 — торцовая плита
складок на поковке в процессе гибки. К верхней плите приваре-
ны две планки, направляющие заготовку при поступлении ее в
полость между верхней и нижней плитами. На нижней плите
матрицы находится регулирующий упор, по которому устанав-
ливают заготовку. На концах между нижней и верхней плитами
проходят валики, на которых смонтированы ролики, являющиеся
опорной поверхностью в момент деформации заготовки.
Пуансон состоит из рабочей части, ребер жесткости, крюч-
ков, посредством которых производят удаление поковки из мат-
рицы, торцовой плиты, с помощью которой производят крепление
пуансона к опорной поверхности ползуна ГГМ. Рабочие части ги-
268

бочного штампа изготовляют из стали; пуансон — из стали 8ХЗ
или 5ХГСВФ (диаметр отпечатка по Бринелю 3,0 — 3,2 мм); мат-
рицу — из стали У10А или Х12Ф1, 8ХЗ (диаметр отпечатка по
Бринелю 2,7 — 2,9 мм) .
ф 67. ОПРЕДЕЛЕНИЕ УСИЛИЯ ПРИ ГОРЯЧЕЙ ГИБКЕ
Усилие в Мн при одном загибае-
мом угле (рис. 253) находим из вы-
ражений для простой гибки
Р— 11 в 10 — 6 °
для гибки с полной правкой
+(1,5+ 0,15 )Р] а,10 — '.
Рис. 253. Поковка с одним
перегибом
Усилие в Мн при двух загибаемых углах:
для простой гибки
Р=7 '10 7;
R
для гибки с полной правкой
Р= 0,7 + 1,5+0,15 Е а,.10 6,
R+t
где  — ширина материала в мм;
t — толщина материала в мм;
1 — расстояние между центрами радиусов гибки в мм;
F — площадь материала под пуансоном в мм',
R — радиус гибки в мм;
а,— предел прочности в Мн/м', величину которого прини-
мают по табл. 57.
Таблица 57
Значение g, при горячей гибке стали
о при обычной температуре в Ми/м' (1 Мя/м' = 0,1 кГ)мм~~
Температура
окончания гибки
в 'С
800
400
600
1000
269
1000
900
800
700
600
ЗО
45
66
95
160
54
75
111
150
240
75
111
165
250
400
109
159
230
330
520

Пример определения усилия ГГМ. Необходимо определить усилие для
горячей гибки с полной правкой поковки с одним прямым углом; температура
окончания гибки 700' С. Заготовка — из полосовой стали 40: толщина t =
= 20 мм; ш,ирина В = 40 мм; длина z = 200 мм.
Расстояние между центрами радиусов гибки 1 = 140 мм. Подставляя чис-
ленные величины в формулу для усилия, получим
B~s V F
Р= 1,1 — + 1 5+015 — F а, 10
l ' ' t
40 400 Р 8000
1,1 — + 1,5+0,15 8000 150 10 6=2,5 Ми=250 Т.
140 20

Глава XIII
ИЗГОТОВЛЕНИЕ ПОКОВОК НА СПЕЦИАЛЬНЫХ МАШИНАХ
ф 68. ИЗГОТОВЛЕНИЕ ПОКОВОК ВЫСОКОСКОРОСТНОЙ ШТАМПОВКОЙ
Сущность процесса высокоскоростной штамповки заключает-
ся в том, что деформация металла в закрытом штампе протекает
в условиях приложения мощного импульса энергии за очень не-
большой промежуток времени. Это создается путем применения
в рабочем цилиндре газов или.жидкости высокого давления и
сокращения пути перемещения рабочих частей штампов до мо-
мента их соударения.
При высокоскоростной штамповке пластичность металла уве-
личивается, что объясняется высокой скоростью деформации и
поэтому небольшими тепловыми потерями нагретой заготовки
из-за относительно небольшого времени контакта ее с рабочей
частью штампа.
Как правило, поковки изготовляют за один переход методом
истечения (выдавливания) в закрытых штампах с разъемом. и
без разъема. При такой схеме деформирования теплота, выде-
ленная в результате пластической деформации, не рассеивается
в штамповом пространстве, а повышает температуру заготовки.
Относительно небольшие потери теплоты в процессе дефор-
мации металла способствуют повышению его пластичности, что
позволяет изготовлять поковки из углеродистых, легированных,
жаропрочных и труднодеформируемых сталей при более низких
температурах, т. е. при температурах на 80 — 150' ниже, чем при
обычных способах штамповки.
Методом высокоскоростного дефармирования можно изготов-
лять поковки с тонкими стенками и ребрами, оформление кото-
рых производят в направлении деформирующего удара; поковки
с тонкими полотнами (основаниями), расположенными перпен-
дикулярно направлению действия удара, а также поковки зубча-
тых колес (с прямым зубом).
Общие сведения о высокоскоростных молотах. За рубежом
высокоскоростные молоты изготовляют с энергией удара до
200 Т м. Наибольшее распространение получили молоты, рабо-
271

тающие на сжатом газе. Для этой цели применяют сухой азот
из обычных баллонов под давлением до 15 Мн/м' (150 ат). На
рис. 254 приведена схема высокоскоростного молота фирмы Ди-
напак.
Молот состоит из опорной рамы 1, в которой на амортизато-
рах 11 установлена подвижная рама 2, выполненная за одно
целое с рабочим цилиндром 8. В верхней части подвижной рамы
смонтирована баба 5, сделанная за одно целое со штоком 4,
конец которого выполняет роль
поршня. Баба 5 имеет гидравличе-
ский выталкиватель 6 и штамподер-
г
жатель, к которому крепят верхнюю
1 половину штампа 7. В нижней ча-
сти подвижной рамы находится
стол, на котором расположен штам-
п подержатель для крепления ниж-
", !
ней половины штампа 8. В столе
подвижной рамы находится нижний
гидравлический выталкиватель 9.
Для подъема бабы в нижней части
подвижной рамы расположены гид-
равлические цилиндры 10, штоки
'~ \
которых связаны с бабой 5.
Принцип работы молота заклю-
чается в следующем. Газ высокого
давления поступает в цилиндр 8,
Рнс. 254. Схема высокоско- одновременно воздействуя на пор-
Ростного штамповочного мо- IIIeHb (КОНЕЦ IIITOKB 4) H HB КРЫШКУ
цилиндра 8. В результате действия
сжатого газа баба 5 и верхняя поло-
вина штампа 7 перемещаются вниз, а подвижная рама 2 (на
столе которой установлена нижняя половина штампа 8) вслед-
ствие давления газа на крышку цилиндра 8 совершает неболь-
шой (3 — 5 мм) ход навстречу верхней половине штампа.
Скорость соударен~ия подвижных частей достигает 20 м/сек,
т. е. в 3 — 4 раза больше, чем при штамповке на обычном молоте.
Благодаря встречному движению рабочих частей молота уси-
лия, возникающие при штамповке, замыкаются внутри подвиж-
ной системы молота и практически не передаются на грунт.
В отечестве~иной промышленности организуется производство
высокоскоростных молотов с энергией удара 2500; 6300; 16000;
25000; 40000; 63000 кГ м ( 25000; 63000; 250000; 400000;
630000 дж).
Классификация поковок. В принципе все поковки, которые
изготовляют на штамповочных молотах, кривошипных и фрик-
ционных прессах, могут быть получены и на высокоскоростных
молотах, если позволяют размеры их штампового простран-
ства.
272

На высокоскоростном оборудовании выполняют поковки, ко-
торые на другом штамповочном оборудовании не могут быть из-
готовлены или могут быть изготовлены с малв|м коэффициентом
использования металла при низкой стойкости штампов. Поковки,
которые целесообразнее изготовлять на высокоскоростном обо-
рудовании, условно могут быть подразделены на пять основных
групп (табл. 58).
D
Поковки группы 1 имеют следующие параметры: — ( &lt
Н
при этом — ( 10.
d
Толщина фланца t может быть доведена до 1 мм. Поковки
могут быть изготовлены осадкой, если ' (2,5 (l, — длина
~заг
заготовки, подвергаемая осадке; 0„, — диаметр заготовки, ко-
торый обычно принимается равным наименьшему диаметру
стержня, т. е. Р„, = d).
При — ) 2,5 диаметр заготовки следует определять из
~О
~.~заг
равенства
D„,= (0,8 —:0,9)D,
где D — наибольший диаметр поковки.
О
При указанном соотношении ' деформация осуществляет-
~-~заг
ся комбинированным процессом — выдавливание стержня с одно-
временным осаживанием и формовкой утолщенной части по-
КОВКЯ.
Поковки группы II с вытянутой осью и высокими ребрами
обычно изготовляют на штамповочных молотах. Ребра подобных
поковок имеют большие штамповочные уклоны и радиусы за-
круглений для лучшего заполнения полости ручья штампа и уве-
личен~ни его стойкости. При изготовлении подобных поковок на
высокоскоростном оборудовании штамповочные уклоны на реб-
рах могут не предусматриваться.
В зависимости от энергия удара молота длина поковки
1 = 120 —: 340 мм, толщина ребра 3 ) 1 мм. Высота ребра может
быть определена из равенства
Ь= (2 —:10)L'.
Заготовка должна быть предварительно подготовлена на ко-
вочных вальцах, процесс вальцовки и штамповки должен осу-
ществляться с одного нагрева.
Размеры заготовки определяют так же, как и при штамповке
на обычном оборудоваяии.
Элементы поковок группы III имеют следующие размеры:
— = 1,5 —: 2 при Н = D; $ ) 1 мм. Поковки этой группы
Н
d
18 Заказ 401
273

Таблица $8
Классификация ноковок, изготовляемых на высокоскоростных молотах
Примерная конфигурация
Классификация поковок
Группа
Стержневые с утолщением на кон-
це и ступенчатые
С вытянутой осью и высокими
ребрами
Полые типа стаканов
Круглые в плане типа дисков,
крышек и зубчатых колес
IV
С наружным и внутренним оре-
брением
V
274

изготовляют методом обратного выдавливания. Диаметр заготов-
ки для поковок с буртом составляет D„, = 0,9d и для поковок без
бурта D„г = 0,9~ ~.
Диски со ступицей (поковки группы IV) могут быть изго-
Р
товлены при следующих соотношениях их элементов: — ( 40
прн tW1 мм.
Поковки типа крышек должны иметь следующие параметры:
t ) 1 мм; Н ( 0,25D.
Поковки типа дисков изготовляют осадкой заготовок; поков-
ки типа крышек — обратным выдавливанием.
При изготовлении поковок группы IV размеры заготовок сле-
дует определять из равенства
О~, = (0,6 —:0,7)D.
Поковки группы V, являющиеся наиболее характерными для
высокоскоростной штамповки, на обычном штамповочном обору-
довании изготовить невозможно. Поковки этой группы харак-
теризуются следующими соотношениями отдельных элементов.:
Н((1,5 —:2)D; Ь =(2 —: 10)1 при t = 1 —:3 мм и Ь > 0t
t & t 3 м. Поко ки изготовл ют пря ым выдавливани м. Д
метр заготовки D„, = 0,9D.
Разработка чертежа поковки. Целесообразность изготовле-
ния поковки штамповкой на высокоскоростном оборудовании
устанавливается при рассмотрении чертежа готовой детали.
При разработке чертежа поковки необходимо учитывать, что
высокоскоростные молоты изготовляют с верхним и нижним вы-
талкивателям~и и только с нижним выталкивателем.
При определении величин припусков и допусков следует уста-
новить, какие поверхности отдельных элементов детали могут
быть получены штамповкой без дополнительной обработки на
металлорежущих станках. К таким элементам относятся ребра
наружной и внутренней поверхностей, выступы или впадины на
поверхностях поковки, обработка которых методом резания за-
труднительна.
Припуски и допуски. При назначении припусков следует учи-
тывать вид последующей механической обработки. Под грубую
шлифовку поверхности припуск составляет 0,3 мм; под токарную
обработку или под обработку фрезерованием 0,5 — 1,5 мм на
сторону. Допуски назначают в пределах +-(0,125 — 0,3) мм.
Штамповочиые уклоны и радиусы закруглений. Штамповоч-
ные уклоны назначают в пределах 0,5 — 1' главным образом для
внутренних поверхностей поковок, что обеспечивает лучший их
съем с инструмента.
Когда элемент поковки не подлежит обработке резанием, а пе
всей длине элемента сечение должно быть одинаковым (напри-
мер, ребра наружных и внутренних поверхностей, см. поковки
18Ф 275

группы Ч) штамповочные уклоны не предусматриваются. Ради-
усы закруглений должны составлять 1 — 3 мм.
Штампы. Характеристика поковок обусловливает стойкость
штампов и их конструкцию. Так как стойкость рабочего инстру-
мента при высокоскоростной штамповке меньше, чем при обыч-
ной штамповке, то конструкция его должна обеспечивать быст-
Рис. 255. Штамп для штамповки оребренной
поковки [46]
pyro смену рабочих частей штампа. Чтобы упростить изготовле-
ние сложных поковок, матрицу выполняют секционной и запрес-
еовывают в бандаж.
При отсутствии у поковки наружных уклонов используют
штамп с выталкивателем.
На рис. 255 приведен штамп, разработанный ЭНИКМАШем
для штамповки оребренной поковки. Матрица штампа секцион-
ная бандажированная состоит из вставок 1, запрессованных в
бандаж 2. Матрицу крепят к плите 8 через подставку 4 с по-
276

0 )О 20 ХО 00 50 бО 70%
Степень дерормоции
Рис. 256. Зависимость удельной
энергии деформации от степени де-
формации при температуре штам~
повки 1000' С
где е — удельная энергия деформации в дж/сма (определяется
по графику);
V — объем заготовки в сма;
Й вЂ” коэффициент, учитывающий к. п. д. удара машкны
(Й = 1,1 —: 1,3).
Яля поковок сложной конфигурации (оребренных, зубчатых
колес и т. п.) расчетную величину потребной энергии следует
увеличить в 1,5 — 2,0 раза.
мощью прижимного кольца 5 и болтов. LIeHTpBpoBBHIHe матрицы
осуществляют втулкой 5, в которой находится выталкиватель 7.
Пуансон 8 (цельный) крепят к бабе высокоскоростного молота
прижимным кольцом 9 и болтами через проставку 10. LIGHTpH-
равание осуществляется сухарем 11.
Выбор молота и определение энергии. Выбор молота произ-
водится по величине штампового пространства, потребного для
размещения штампа, и энергии,
необходимой для оформления по- ~~/""
КОВКИ.
500
По данным ЭНИКМАШа и 5
ВИЛСа, энергию молота опреде- ф~~с
ляют по графику зависимости ве- zoo
~0
0
I
личины удельной энергии дефор- Я~с~
мации от температуры и степени
деформации.
На рис. 256 приведен график
зависимости удельной энергии де-
формации от температур и степе-
ни деформации для конструкци-
онной стали 45.
Ориентировочную величину
энергии (в дж) [1 дж = 1 н ° м =
= 0,1 кГ м~, необходимую для изготовления поковок относитель-
но простой формы, определяют по формуле [50]
e=keV,
ф 69. ИЗГОТОВЛЕВИИ ПОКОВОК HA ЭЛЕКТРОВЫСАДОЧНЫХ
MALllNHAX
При совмещении контактного электронагрева с высадкой
можно изготовить стержневые поковки или заготовки с большим
набором металла. Методом электровысадки можно получить го-
товые поковки (рис. 257) или заготовки, из которых, в свою оче-
редь, Mozmo получить поковки на штампавочных машинах за
один переход.
В практике применяют два основных способа электровысад-
ки: со свободной деформацией металла и с принудительным фор-
мообразованием высаживаемой части заготовки.

Рассмотрим схему электровысадки при свободной деформа-
ции металла. Заготовку, подлежащую высадке, закладывают
между двумя радиальными и одним торцовым контактами
(рис. 258, г). К контактам подводят электрический ток, который,
Рис. 257. Поковки, изготовленные на электровысадочной
машине
Рис. 258. Схема последовательного получения поковки с принудительным
формообразованием и при свободной деформации металла:
а — начальная; б — окончательная и 8 — промежуточная стадии деформации;
г — свободная деформация металла
проходя через зажатую между контактами часть заготовки, на-
гревает ее. Свободный конец заготовки подвергается давлению
силой Р1, На радиальные контакты действует незначительная
сила Рв, позволяющая перемещать заготовку в контактах без
разрыва электрической цепи.
278

осле нагрева металла до необходимой температуры проис-
ходит высаживаHIHQ заготовки под действие м силы 1, причем
Р,
д ф р ации подвергается конец заготовки у
° Э
и, упирающиися в то-
ФЭ
цовыи контакт. По мере проскальзьв
~вания заготовки че ез а-
Р-
диальные контакты нагреваются
р р-
новые участки заготовки и одно-
временно повышается температу-
ра ее конца, соприкасающегося с
торцовым контактом. Яля полу-
чения высокого качества поковок
необходимо, чтобы расстояние
между контактами было больше
длины поковки, но не превышало
трех диаметров высаживаемой
части заготовки (1 ( 3d), так
как увеличение этого размера
приводит к искривлению заготов-
ки во время начала деформации,
а следовательно, к получению по-
ковки неправильной формы. Вы-
садку производят с помощью гид-
равлического или пневматическо-
го цилиндра.
Потребное усилие в Мн опре-
деляют по формуле
P,=oF,
где а — удельное сопротивление
деформации заготовки
при ковочной температу-
ре [указанную величину
при электровысадке ста-
ли рекомендуется прини-
мать равной 100 Мн~м2
(10 кГ/мм')1.
Р— максимальное попереч- Рис. 259. ВеРтикальнаЯ
ное сечение
однопозиционная электро-
ние высаживае- высадочная машина
мой заготовки в м'.
При таком удельном сопро-
тивлении средняя. скорость деформирования заготовки состав-
ляет (2 — 4) 10-' м/сек.
— в приведена схема последовательного полу-
чения поковки электровысадкой с принудительным формообра-
зованием высаживаемой части в закрытом штампе. Этот способ
позволяет пол чить за
у ить заданную форму высаженной части заготов-
ки, представляющей собой тело вращения.
ысадку поковки осуществляют следующим образом. Н
стоянии 1 — 2 мм т
— от торцового контакта устанавливают матрицу,
м. а рас-
279

электрически изолированную от контактов. В процессе деформа-
ции нагретой части заготовки матр~ица заполняется металлом,
принимающим соответствующую форму.
В настоящее время изготовляют специальные электровыса-
дочные машины для заготовок диаметром до 100 мм. Эти маши-
ны подразделяют на вертикальные и горизонтальные. В свою оче-
редь, их подразделяют на однопозиционные и многопозици-
ояяые.
Однопозиционные машины применяют для набора металла в
определенной части заготовки с последующей деформацией на
штамповочных машинах. Многопозиционные машины применяют
для изготовления поковок типа клапанов и т. д.
На рис. 259 приведена вертикальная однопозиционная элек-
тровысадочная машина.
э 10. ИЗГОТОВЛЕНИЕ ПОКОВОК НА БОЙКОВЫХ МАШИНАХ
На бойковых машинках изготовляют стержневые поковки в
виде конусных или ступенчатых валов. В качестве исходной за-
готовки применяют прокат круглого и квадратного профиля или
трубную заготовку. Процесс
деформации заключается в
обжатии конца заготовки
или мест, расположенных на
определенном расстоянии от
этого конца. Для получения
поковок применяют специ-
альные машины. Промыш-
ленность выпускает такие
машины трех видов. Маши-
ны с вращающимися байка-
ми (рис. 260) бывают двух-
и четырехбойковые. Здесь
заготовка во время дефор-
мации находится в горизон-
тальном положении и полу-
чает поступательное движе-
ние.
Рис. 260. Ротационная ковочная ма- Машины с двумя враща-
шина с вращающимися бойками ющимися бойками изготов-
ляют для заготовок диамет-
ром 4,2 — 75 мм; длина обжимающей части штампа 180—
375 мм. Машины с четырьмя вращающимися байками изготов-
ляют для заготовок диаметром 12 — 50 мм; длина обжимающей
части штампа 70 — 200 мм. Изготовляют также специальные ма-
шины для обжима трубных заготовок диаметром 20 — 150 мм;
длина обжимающей части штампа 50 — 200 мм. Шпиндель маши-
ны с вращающимися байками совершает 3 — 20 об/сек.
280

Вертикальные трехбойковые ковочные машины (рис. 261)
применяют для полуавтоматической ковки ступенчатых и кони-
ческих валов диаметром 20 — 80 мм. Примерные перепады диа-
метров поковки приведены
на рис. 262.
Процесс ковки заклю-
чается в обжатии заготовки
тремя бойками, расположен-
ными на одинаковом рас-
стоянии. Бойки получают по-
переменное движение от экс-
центриковых валов и дефор-
)
мируют нагретую заготовку
во время ее вращения и по-
дачи в вертикальном на-
правлении через систему
бойков, расположенную вни-
зу машины.
Направление подачи за-
готовки в процессе ковки 2
(вверх или вниз) выбирает-
ся в зависимости от конфи-
гурации поковки.
Каждый боек при ковке
развивает усилие 1 Мн
(100 T); ковке подвергают
~ф
заготовку на длине 1016 мм.
За один цикл работы можно
деформировать заготовку на
шесть ступенек и за одно об-
жатие максимально умень-
шить ее диаметр на 11,9—
151 мм в
ММ В ЗаВИСИМОСтИ ОТ Pèñ. Я1. вертикальная трехбойковая
размера заготовки и требуе-
ковочная машина:
мой чистоты поверхности по- 1 — основание; 2 — станина; 8 — за-
ковки.
жимная головка; 4 — электродвига-
тель зажи мной головки
Заготовку зажимают спе-
циальной головкой, кото-
рая захватывает конец .заготовки, не подвергающийся дефор-
мации.
Движение головки по вертикали осуществляется ждравли-
ческим цилиндром, расположенным в верхней части корпуса ма-
шинь. Скорость перемещения головки вверх и вниз составляет
0,025 — 0,150 м/сек.
Шпиндель зажимной головки получает вращение от электро-
двигателя мощностью 1,5 квт с постоянной скоростью 0,77 об/сек.
Для выполнения машиной различных работ необходимо иметь
только три набора сменных зажимов, которые можно применять
2Я

ф ° °
Ю ° ° в °
вв i!ю
° в & t
9 ° в
° ' °
L
° е ° а
° ° в °
Э ° ° ° в Ф
° ° °
6 ° 4 ° ° ° °
Ю ° ° ° в ° °
° ° 1 э ° 4
ф Ф в °
В в
9 °
В Э~в °
° ° °
й ° °
° 1Ю в
° °
1 ° в °
° ° °
° Ф °
° °
° ° ° Э В
° ° ° ° ;
1 ~ ° ° в °
ю ) °
Э i s °
° °
° 4 °
а р ° в й
° 6 6 °
ю ° 6
° ° °
ю В ! ° ° ° ° ° ° ° ° °
° ° 4 ° °
° ° 6 °
ю 6
° °
В в
° °
6 g °
° ° °
° ) р ° a g a
° °
° в в ° а
4 & t
Э
° ю а ° Э ю ° ° °
Э °:.
° ° ° ° в ° ° в °
в 4 6 ° ° °
I ° i 1 ° ° ° ° a Эвв °
° ° ° в ° ° в ° °
~--&gt :: gt; ' ~,
& t °
»:,::-.
'«;-'в
Г::::-,ь
.ф
-' .с.".Я
+
° ° ф ° ° °
Ф У Э4 ° ~ ° °

буемое положение производится при вращении картера. Так как
машина регулируется на линейные размеры холодных поковок,
то на каждый диаметр, на который должна быть прокована за-
готовка, прибавляется допуск на уменьшение размеров (на усад-
ку) в пределах от 0,25 мм на диаметр 20 мм до 0,5 мм на диа-
метр 80 мм. Вертикальный упор должен быть также отрегулиро-
Ван с учетом линейнойусадки по длине.
При применении копиров соответ-
ствующей формы можно изготовлять
поковки самых разнообразных конфи-
гураций. Точность и степень чистоты
обработки поверхности поковки в боль-
шой степени зависят от скорости де-
формации и степени обжатия заго-
товки.
Возможность применения одинар-
ных наборов простых бойков, относи-
тельная простота установки автомати-
ческого цикла ковки, небольшой вес
указанных машин по сравнению с раз-
виваемой ими энергией, а также отсут-
ствие специальных фундаментов, поз-
воляет использовать их в массовом и
в мелкосерийном производствах поко-
вок ступенчатых форм. Трехбойковые
ковочные машины изготовляют усили-
ем до 5 Мн (500 Т).
f 71. изготовлвнив поковок
HA КОВОЧНЫХ ВАЛЬЦАХ
Рис. 265. Примерные кон-
Поковки на вальцах изготовляют <Parypa aa ~~яв к, из
при массовом производстве поковок
относительно несложных конфигура-
вальцах
ций массой примерно до 1 кг. Конфи-
гурации поковок приведены на рис. 265. Штамповку осуществ-
пяют в штампах, изготовляемых в виде секторов (рис. 266) и мон-
тируемых по окружности рабочих валков.
Штамповку на вальцах осуществляют за один проход. @игу-
ра поковки может быть расположена одновременно в верхнем
и нижнем штампах или только в верхнем штампе (рис. 267), при
этом нижний рабочий валок имеет гладкую поверхность. В пер-
вом случае получение качественной поковки затруднительно, так
как фигура поковки по разъему штампов, как правило, сме-
щается. Величина смещения зависит от точности наладки
штампов.
Во втором случае (при расположении фигуры поковки только
и верхнем штампе) указанные недостатки исключаются, а налад-
ка штампов упрощается.
283

Точность конфигурации и размеров получаемой поковки за-
висит от опережения металла при его деформации. Опережение
металла, в свою очередь, зависит от температуры штамповки,
скорости вальцовки (деформирования), величины аблая, коэф-
фициента внешнего трения металла о поверхность штампа и от
механических свойств деформируемого металла.
Опережение металла при деформировании должно быть учте-
но при калибровке ручьев штампа за счет уменьшения продоль-
ных размеров против заданных,
которые, как показывает практи-
ка штамповки в вальцах, можно
выдержать в пределах горизон-
тальных допусков, принятых при
молотовой штамповке. На отдель-
ных участках периодически изме-
няющегося профиля поковки опе-
режение достигает 10% длины вы-
прямленного элемента ручья.
Рис. 267. Схема замкнутого
расположения штампов по
окружности рабочего валка:
1 — нижний гладкий валок; 2—
верхний валок; 8 —; 4
заготовка
Рис. 266. Секционный штамп ко-
вочных вальцов
Технологический процесс штамповки на вальцах заключается
в следующем: нагретая полоса, сечение которой немного боль-
ше максимального сечения поковки, пропускается между двумя
валками; на их окружности укреплены сменные секторы-штам-
пы, диаметры которых больше диаметра валка. Полоса за-
дается в вальцы, которые при вращении захватывают секто-
рами с размещенными на них фигурами нагретую заготовку
и деформируют ее.
Металл течет вдоль и поперек фигуры, заполняет полость
штампа и вытекает за пределы полости, образуя облай в виде
тонкой полоски металла по краям и между фигурами.
Процесс штамповки на вальцах может быть непрерывным при
замкнутом расположении секторных штампов по всей окружно-
284

сти рабочих валков и прои непрерывной подаче нагретых заго-
товок (рис. 267).
Непрерывный нагрев заготовок может быть осуществлен уста-
новкой в агрегате вальцов двухчастотного индукционного или
скоростного газового нагревателя. Стальные заготовки следует
нагревать до 1000' С.
Площадь сечения исходной заготовки при штамповке на валь-
цах определяется исходя из максимального сечения готового
изделия с учетом потер|и металла на угар и в облай. Следует
также иметь в виду, что высота профиля исходной заготовки
должна быть равна или (что лучше) на 10 — 150/О превышать мак-
симальную высоту вальцованной поковки, так как в противном
случае можно получить изделие, контур которого будет не вы-
полнен по форме полости штампа. Исходя из этого, площадь се-
чения заготовки можно определить из равенства [5]
F„,= (1,1 —:1,15) F„,
где F„— максимальное сечение поковки.
При проектировании штампов для вальцов необходимо, что-
бы радиусы катания верхней и нижней половин штампа были
равны между собой. Это нужно для того, чтобы при одинаковом
очертании фигур половин ручья создать условия, благоприят-
ствующие достаточно свободному выходу из него ленты поковок
и предотвращающие их изгиб в плоскости вальцовки.
При нвсимметр~ичных фигурах поковок наиболее сложный
контур ручья следует выполнять в верхней половине штампа с
радиусом катания, большим на 3 — 5 мм н~ижней половины, или
же создавать равновеликие площади сечений половин ручья.
Профиль канавки для аблая следует выполнять с мостиком
HIHpHHQH 6 — 10 мм и открытой магазинной частью. Зазор между
половинами штампа при работе вальцов составляет по мостику
1 — 3 мм, в зависимости от размеров сечения исходной заготовки
и сложности контура поковки. При холостой работе или налад-
ке штампа наличие зазора между его половинами не обяза-
тельно.
Радиусы закруглений профиля ручья принимаются равными
1,5 — 3 мм. Внутренние радиусы продольного профиля могут
быть немного большими.
Длина дуги штампа в мл~ [4]
1,„= 1„,„+ (20 —: 50) = 0,01745РР,
где 1„,„— длина поковки в мм;
R — радиус катания штампов в мм;
p — центральный угол штампа в градусах.
Выбирая диаметры штампов, следует учитывать, что при их
малом радиусе условия течения металла в ручье значительно
усложняются, вытяжка металла увеличивается, заполнение
ручья ухудшается. При постоянном диаметре штампов и прочих
285

равных условиях заполнение металлом ручьев разной глубины
происходит различно.
Зависимость между высотой поковки, диаметром штампа и
температурой деформирования (в первом приближении) при-
ведена на рис. 268.
При проектировании штампов следует особое внимание обра-
щать на выбор стали для их изготовления, так как при непре-
рывном процессе прокатки первостепенное значение имеет стой-
кость штампов. Штампы изготовляют обычно из стали 5ХНМ.
Стойкость штампов в среднем достигает 6000 поковок.
ММ
~ ~тбо
1РО
Л7 УО ФО 50 бд 70 Ямм
Высота покобка
Рис. 268. Зависимость между высотой поковки,
диаметром штампов и температурой деформиро-
вания [51
Приближенно усилие, потребное для штамповки поковок на
ковочных вальцах (в Мн), можно определить по формуле [5]
P =2Ра„
где F — площадь поверхности вальцуемого материала в зоне
его сжатия в м2;
а,— предел прочности материала при температуре вальцов-
ки в Мн/м2.
Пример. Определить усилие, потребное для штамповки изделия на ко-
вочных вальцах, если площадь поверхности вальцуемого металла равна
0,002 м2, а предел прочности материала при температуре вальцовки состав-
ляет 50 Мн/м2.
Р=2Ра,=2 0,002 50=0,2 Мн (20 T).
Типовые штамповочные вальцы конструкции ЦНИИТМАШ
показаны на рис. 269.
Вальцы обеспечивают одновременную установку двух линий
наборных, штампов. Центрирование продольных и поперечных
сечений ручьев обеспечивается приспособлениями, выведенными
к торцам верхнего валка 5 и нижнего валка 6. Точность разме-
ров поковок обеспечивается, массивностью клети 4. Скорость вал-
ков может быть различной и обеспечивается сменными зубча-
286

ОЫЮ
009
008
005'
° °

тыми колесами редуктора 2. Фрикционно-пневматическая муф-
та 8, соединяющая зубчатое .колесо электродвигателя 1 и вал
редуктора, встроена в маховик и допускает работу при единич-
ных оборотах и непрерывном вращении штампов.
Техническая характеристика вальцов
Рис. 270. Принципиальная схема организации работ
при изготовлении поковок в ковочных вальцах:
1 — стеллаж для поковок; 2 — электродвигатель; 8
редуктор; ~ — клеть; 5 — валки; 6 — индукционный на-
греватель; 7 — роликовый транспортер; 8 — стеллаж
для заготовок
Схема организации работ при изготовлении поковок в валь-
цах приведена на рис. 270.
Заготовки в виде прутков длиной до 6 мм укладывают в ма-
газин, а из него по одной штуке подают на роликовый транспор-
тер, затем заготовки непрерывно одна за другой поступают в
двухчастотный индукционный нагреватель или в нагреватель
скоростного газового нагрева.
При выходе из нагревателя заготовка захватывается рабо-
чими валками. При этом с другой стороны валков выходит мно-
жвство готовых поковок, связанных между собой перемычками,
при обрезке которых образуется отход металла.
288
Диаметр окружности штампов в мм
Число оборотов штампов в минуту
Расстояние между опорами валков в мм
Высота линии вальцовки над полом в мм
Осевая регулировка нижнего валка в мм
Вертикальная регулировка верхнего валка в мм
Угловая регулировка верхнего валка в градусах
допускаемое давление на валки в Мн (Т)
Мощность электродвигателя в квт
Число оборотов маховика в минуту
Масса машины в т
Габаритные размеры вальцов в плане в мм
Высота вальцов над полом в мм
Производительность поковок в час .
900
6, 10, 14 и 18
1000
900
10
10
6
2 (200)
165
735
66,5
6725)(И90
2630
1500 †50

ф 72. ИЗГОТОВЛЕНИЕ ПОКОВОК ПОПЕРЕЧНО-ВИНТОВОЙ ПРОКАТКОЙ
Сущность процесса поперечно-винтовой прокатки состоит. в
получении формы поковки путем последовательного непрерыв-
ного обжатия заготовки (при температурах 900 — 820'С) винто-
выми профилированными калибрами валков (рис. 271).
Поперечно-винтовой прокаткой изготовляют шары
(рис. 271, а), кольцевые поковки (рис. 271, б) и трубы, профи-
лированные по наружному диаметру, — полуфабрикат
(рис. 271, в).
Шары, изготовляют диаметром 27 — 125 мм. Кольцевые поков-
ки имеют следующие размеры (рис. 271, б); наружный диаметр
D = 58 —: 112 мм; внутренний диаметр d = 32 —: 45 мм; высота
Рис. 271. Схемы получения поковок поперечно-винтовой прокаткой
H = 14 —: 50 мм. Профилированная труба состоит из ряда одина-
ковых поковок, связанных между собой обычно перемычками.
Профиль каждой поковки соответствует профилю готовой дета-
ли. К таким деталям относятся втулки заднего колеса велосипе-
да, внутренние кольца роликовых конических подшипников
и т. и.
Профилированные трубы изготовляют следующих разме-
ров: длина 1800 — 3600 мм; диаметры (рис. 271, в) D =
= 60 —: 105 мм, Di = 45 —: 75 мм и d = 32 —: 60 мм.
Количество поковок в профилированной трубе зависит от их
длины, но всегда является кратным числом. Профилированная
труба разрезается обычно на металлорежущих станках на от-
дельные поковки. Поковки получают поперечно-винтовой прокат-
кой на станах. Прокатка осуществляется между двумя (для ша-
ров) или тремя (для профилированных труб) валками винтовых
калибров.
При поперечно-винтовой прокатке формообразование поко-
вок происходит последовательно на сравнительно большой дли-
не, вследствие чего создаются условия для улучшения формы и
повышения точности поковки.
289
19 Заказ 401

Припуски и допуски в мм на размеры кольцевых и втулоч-
ных поковок, полученных поперечно-винтовой прокаткой, сле-
дующие:
Припуск
2,0 — З,О
2,0 — 3,0
3,0 — 3,5
Допуск
~(o ." — 1,o)
— (1,0 — 2,0)
+ (1,5 — 2,0)
По наружнсму диаметру ..
Но внутреннему диаметру
П
О высОте
Припуски и допуски,на размеры поковок шаров приведены в
табл. 59.
Таблица 59
Припуски и допуски на размеры поковок шаров, полученных прокаткой, s мм
8
~о
9» с
~о
3®q
си О,
~о
ф а~в
Д
Л ф
й~~
сц 1-1 й
~1 ~ ~
~~о
Допуски
Л
Ц
Ю Ж
он
оо
34,925
36,513
38,100
41,275
42,862
36,00
38,00
39,30
43,00
44,44
О, 538
0,744
0,800
0,863
0,789
0,16
0,16
0,16
0,20
0,20
+0,2
+0,2
+0,2
+0,2
+0,3
290
Отсутствие в станах поперечно-винтовой прокатки возврат-
но-поступательных движений позволяет использовать непрерыв-
ное движение прокатных калибров, что значительно увеличивает
производительность по сравнению с таковой при штамповке.
Производительность изготовления поковок шаров зависит от
диаметра шара и составляет 2000 — 14000 шт)ч. Производитель-
ность изготовления кольцевых поковок составляет 4000—
5000 шт)ч, а втулочных поковок 1700 — 2000 шт~ч.
Изготовление поковок шаров. Процесс формирования шара
(см. рис. 271, а) можно разбить на три основных периода: за-
хват части заготовки, необходимой для образования одного ша-
ра; образование сферы; калибровка шара и отрезка перемычки.
Поперечная прокатка состоит в постепенном формировании
прутковой заготовки с образованием отдельных шарообразных
заготовок и удалении участков перемычки. Чтобы избежать по-
явления рыхлостей во внутренней части шара и обеспечить бла-
гоприятные условия течения металла по оси прокатки, дли)на
участков формирования относительно их диаметра должна быть
выбрана по возможности ми~нимальной. Формообразование шара
в последней отделочной части калибра должно происходить при
очень небольших обжатиях, но достаточных для сглаживания не-
ровностей проката.
При изготовлении шаров методом поперечного проката мо-
гут образовываться трещины и рыхлоты в металле.
Чтобы уменьшить опасность появления рыхлот в сердцевине

шара, диаметр исходной заготовки должен быть немного мень-
ше требуемого диаметра поковки шара, т. е.
Dsaa Dnh~
где D„, — диаметр заготовки в мм;
D„— диаметр поковки шара в мм;
Й вЂ” коэффициент, равный 0,88 — 0,95.
Конструирование калибров. Кривизна профиля ручья остает-
ся величиной постоянной и соответствует радиусу поковки шара
с учетом температурного расширения.
Высота реборд калибра h на участках угла поворота валков
составляет [58]:
при а = 0' h = (0,05 —: 0,15) D„,;
при а=360' h= (0,25 —:0,4)D„,;
при а = 540' Ь = (0,25 —: 0,45) D„,.
Процесс формирования поковки шара происходит за 1,5 обо-
рота валка, т. е. за поворот на угол, равный 540'.
Абсолютную ширину реборды определяют калибровкой. Одна-
ко во избежание быстрого износа реборды желательно, чтобы
ее величина была не меньше 1 — 2 мм.
Целесообразно, чтобы ширина реборды на участке при угле
поворота валков от 0' до 360', т. е. на одном первом витке, была
постоянной, затем ширина реборды должна увеличиваться по
мере уменьшения диаметра перемычки.
Величину захватывающей (заборной) части калибра выби-
рают с учетом объема металла, идущего на формирование по-
ковки шара и перемычки. При захвате металла и его обжиме в
начальной стадии происходит обратное движение металла, по-
этому при расчете объема последнего для захватывающей части
калибра вводят коэффициент запаса К = 1,05 —: 1,15.
Начальный (максимальный) диаметр валков определяют по
о м ле
ФРУ
D„=—
tgu
где t — номинальный шаг нарезки;
а — угол подъема нарезки, составляющий не более 6'.
Количество отделочных ниток калибра 1,5 — 2.
Отрезку перемычек прокатных поковок шаров можно осу-
ществлять по любому из трех вариантов, приведенных на
рис. 272, а — в. В первом варианте предусматривается отрезка
перемычек двумя валками и одной ребордой. При этом избыток
металла, вытесняемый при отрезке, перемещается в специальные
канавки, прорезанные в реборде. Во втором варианте обжатие
перемычек производят одновременно двумя ребордами, диамет-
рально противоположными относительно поковки шара; вытес-
няемый металл перемычки перемещается в специальные углубле-
ния, предусмотренные на боковых поверхностях реборды.
19* 29!

В третьем варианте предусматривается обжатие диаметра
перемычки у полюсов; при этом срез перемычки выполняют дву-
сторонними ребордами валка; для смещения перемычек на соот-
ветствующих нитках другого валка предусматривается необхо-
димое занижение диаметра реборд.
Валки для,проката точных поковок шаров (для подшипников
качения) изготовляют из стали ЭИ160. Стойкость валков до пер-
вой переточки колеблется в пределах 20 — 30 т поковок шаров.
Валин для прокатки менее точных поковок шарав (для размоль-
ных мельниц) изготовля-
+anpaEnenae
ют из стали ЗОХГСА или
35ХГСА. Их стойкость до
+~,, полного износа состав-
ляет 80 — 100 т для шаров
диаметром 40 — 50 мм и
150 — 200 т для шаров диа-
а) метром 60 — 80 мм.
Наплавка рабочей no-
Hanpatneeue верхности валков сормай-
лра~а тки
том повышает их стой-
Ъ ~~ ~~ кость в 2,5 раза.
\~ Оборудование и орга-
низация производства.
Прокатку шаров произво-
л) дят при непрерывной по-
даче нагретого прутка из
8
индукционного нагревате-
ля. Автоматическая по-
дача нагретых загото-
вок в рабочее простран-
ство высокопроизводи-
тельного прокатного ста-
на обеспечивает непре-
рывный цикл процесса из-
Рис. 272. Схемы Отре3кн перемычек готовления поковок ша-
ров.
На рис. 273 показан общий вид стана, предназначенного
для прокатки шаров диаметром 40 — 80 мм. Общая масса
стана составляет около 20 т; габаритные размеры в плане
10500)& t; 4 00 м, выс та ст на ад уров ем п ла 1 70 м. С
снабжен двумя комплектами валков: один с валками диаметром
300 мм предназначен для прокатки шаров диаметром 40 — 50 мм;
второй с рабочими валками диаметром 450 мм предназначен для
прокатки шаров диаметром 60 — 80 мм. Рабочие валки по про-
дольным осям устанавливают под углом, который зависит от
диаметра рабочих валков и принимается равным 2 — 8'. Рабочие
валки вращаются в одну сторону с двумя разными скоростями:
47 и 131 об)мин.
292
Ha'прабл~ни
лрокатн~

И зготовление кольцевых поковок. П„"и и
pи их изГотОВлении
у т тру ы, получаемые с
в качестве исходной заготовки используют тр бы п
п ошивного стана. руба вместе с вставленной в нее Й
р ступает во вращающиеся валки, на поверхности кото-
рых по винтовой линии расположены реборды. Тр ба з
вается валками
либ а т б
и начинает вращаться. Продвигаясь по ос
р, ру а постепенно обжимается между ребордами в
и ка-
за каждый их обо от
орот отрезается одна поковка, имеющая торцы,
™~дами валков;
которые скошены под углом а = 25' (см. Рис. 271, б) .
процессе отделения кольцевой поковки от трубь б
вн т енний об
ру ы о разуется
у р " блои, который удаляется при первичной об а-
ботке поковки на металлорежущих станка х, где также удаляется
Рис. 2
с. 273. Стан для прокатки шаров диаметром до 80 мм
и ее разностенность. 1~ольцевая поковка, полученная со ст ого
определенным объемом металла по
иная со строго
под~ер~ае~с~ при ~ем~ера~Уре
— о ъемной калибровке, а затем ей придают оконча-
тельную форму с минимальными припусками.
Изготовление втулочных поковок. Полые поковки проф
ооваяные по на
о наружному диаметру (типа велосипедных вт лок,
ковки из трубной заго-
изготовляют так же, как и кольцевые по
После выхода из ва
д алков профилирова~нную трубу освобож-
дают от опоавки охлаж аю
р, д ют и правят на специальном правиль-
зают Ба от е
ном станке. ак указано выше, профилированную тр б
ру у разре-
довании.
дельные поковки на металлорежущем б
у ем о ору-
рганизация производства кольцевых и втулочных о
грегат ля из
д готовления указанных поковок состоит
х поковок.
ционного наг евате
р теля и двух станов — прошивного и прокатно-
тоит из индук-
го, расположенных параллельно.
293

Заготовки в виде прутков укладывают в приемное устройство
индукционного нагревателя, откуда прутки по одному протал-
кивают через индуктор. Током повышенной частоты пруток на-
гревается до 900'С и автоматически сбрасывается в приемный
желоб прошивного стана.
На прошивном стане из прутка получают толстостенную тру-
бу, которая без промежуточного подогрева передается в приемное
устройство прокатного трехвалкового стана, где ее надевают на
оправку, а затем производят профилирование по наружному диа-
метру.
ф 73. ГОРЯЧАЯ ПРОКАТКА ЗУБЧАТЫХ КОПЕС
В отличие от изготовления зубьев зубчатых колес методом
резания металла, зубья при прокатке получают за счет пласти-
ческого течения металла, вытесняемого из впадин в головку зуба.
При этом прочность зуба получается более высокой. Зубчатые
колеса изготовляют прокаткой в горячем и в холодном со-
СТОЯНИИ.
В холодном состоянии зубчатые колеса можно прокатывать
с модулем не более 2,5 мм и в горячем состоянии с модулем бо-
лее 2,5 мм. Прокатка начинается при температуре 1050 — 1100'C
и оканчивается при 900 — 950'С. Нагрев производят в индукторе,
который встроен в стан.
Методом горячей прокатки можно изготовлять зубчатые ко-
леса — цилиндрические и конические. Точность прокатки дости-
гает 3-го класса. Более высокая точность зубчатых колес может
быть получена методом горячей прокатки с последующей холод-
ной калибровкой на прокатном стане или механической обра-
боткой. Особенно экономичной является прокатка зубчатых колес
шевронной передачи.
В отечественной промышленности изготовляют прокаткой ци-
линдрические зубчатые колеса диаметром до 600 мм с модулем
до 10 мм.
Горячая прокатка бывает штучная и стопою. Последняя бо-
лее производительна. Зубчатые колеса, имеющие ступицы, мож-
но изготовлять прокаткой стопою. Для этого при штамповке в
ступицах наметку делают прямоугольного сечения. Заготовки
для зубчатых колес при помощи специальных сухарей 1 соби-
рают в стопу 2, как показано на рис. 274.
При стержневой прокатке индуктор устанавливают ниже ра-
бочих валков. Заготовки, пройдя через индуктор и нагреваясь
в нем, попадают в валки.
Прокатываемая стопа состоит из восьми-девяти отдельных
заготовок, которые центрируются между собой с помощью спе-
циальных выступов на одной стороне заготовки и углублений на
другой ее стороне. Высота стопы составляет 170 — 220 мм. Зуб
первой и последней заготовок в стопе имеет недокат по высоте
294

до 3 — 4 модулей вследствие свободного течения металла на от-
крытый торец. Если зубчатые колеса, для которых прокатывает-
ся зуб, имеют ступицу, то величина их недоката значения не
имеет. Толщину заготовок рассчитывают исходя из нормальных
припусков, необходимых для последующей механической обра-
ботки торцов. Зубья всех остальных заготовок в стопе недоката
не имеют.
При прокатке зубчатых колес, не имеющих удлиненных сту-
пиц, верхняя заготовка должна иметь форму, отличающуюся от
формы последующих заготовок. Диаметр верхней части заготов-
ки со стороны отверстия больше номинального диаметра на
0,5 — 0,8 модуля; дальше заготовка снимается на конус длиной
Рис. 275. Заготовки, собранные
в стопку
Рис. 274. Сборка зубчатых ко-
лес в стопку под прокатку зуба
6 — 7 модулей. При стержневой прокатке зубчатых колес окруж-
ная скорость принимается равной 0,2 — 0,3 м/сек.
Технологический процесс изготовления цилиндрического зуб-
чатого колеса состоит из четырех операций:
обточки заготовки, подрезки торца и выточки фиксирующего
выступа на токарном станке;
подрезки торца и расточки фиксирующего отверстия на то-
карном станке;
сборки заготовок в стопку (рис. 275);
индукционного нагрева и прокатывания зубьев на зубонакат-
ном стане.
Штучную прокатку рекомендуется производить для зубчатых
колес диаметром более 120 мм и модулем свыше 3 мм. Штучная
прокатка зубчатых колес менее производительна, чем стержне-
вая прокатка.
Прокатка зубчатых колес с модулем 5 мм и выше характери-
зуется значительной экономией металла. Например, при прокатке
295

зубчатого колеса коробки перемены передач 1рактора ДТ-54
(рис. 276) на новом стане усилием радиальной подачи 0,4 Мн
(40 Т) экономия металла составила 0,7 кг. По старой техноло-
гии при получении зуба масса поковки составляла 5,5 кг, а при
выполнении зуба прокаткой масса поковки составляет 4,8 кг.
Поковку для прокатии получают из заготовки, отштампованной
на молоте.
При штучной прокатке нагрев заготовки происходит непре-
рывно в течение всего периода.
Диаметр заготовки для прокатки зубчатых колес принимает-
ся немного большим диаметра начальной окружности прокаты-
Рис. 276. Штучная прокатка зубчатого колеса на стане усиляем
радиальной подачи 0,4 Мн (40 T)
ваемого зубчатого колеса и слагается из расчетного диаметра
и дополнительной велкчины на покрытие расхода металла, вы-
текающего в торцы заготовок. Эта дополнительная величина раз-
лична для каждого случая прокатки и зависит от степени замк-
нутости заготовок по торцам во время прокатки и от толщины
заготовок.
Технологический процесс штучной прокатки зубчатого коле-
са состоит в следующем: заготовку, полученную на штамповоч-
ном молоте (или прессе), перед прокаткой подвергают полной
токарной обработке, после чего она имеет размеры и конфигура-
цию, показанные на рис. 277. Затем заготовку подвергают про-
катке, в результате чего оформляются 46 зубьев.
При прокатке зубьев выдерж~ивается шаговый размер с допу-
ском +0,15 мм. Прокатанные зубья имеют минимальный при-
пуск под холодную калибровку +0,05 мм по шаговому размеру
и максимальный +0,25 мм по межцвнтровому расстоянию.
В процессе прокатки венец зубчатого колеса нагревается в
индукторе до температуры 1100'С в течение 10 сек. Наружный
296

диаметр заготовки примерно на 3% меньше наружного диаметра
зубчатого колеса. Разница диаметров компенсируется выдавли-
ванием металла в процессе прокатки до полной высоты головки
зуба.
Как показано на рис. 277, наружная поверхность венца за-
готовки не цилиндрическая, а сферическая, т. е. с выступающими
краями. Это вызвано тем, что при прокатке зубьев z цилиндри-
ческой поверхностью венца заготовки края зубьев заваливаются,
в результате чего нельзя получить полный профиль зуба. Уто-
ненные края сферической поверхности венца (рис. 277) значи-
Рис. 277. Заготовка под прокатку зубьев
тельно легче деформируются, что способствует правильному за-
полнению рабочей полости зубчатого валка, т. е. образованию
полного профиля зуба.
В процессе прокатки не только образуется профиль зуба по
эвольвенте, но однавремен~но формируется закругление и фаска
зуба. Зубчатый валок формирует профиль эвольвенты, а боковые
реборды — закругление зуба, с одной стороны, и образование
фаски, с другой.
После нагрева венца заготовки до нужной температуры с
одной ее стороны подводится прокатный валок, который посте-
пенно вдавливается в металл этого венца. Выдавливаемый ме-
талл заполняет формы прокатного валка. Чтобы выдержать за-
данный по чертежу размер наружного диа~метра венца зубча-
того колеса, с противоположной стороны прокатного валка
подводят упорный ролик, ограничивающий размеры венца зубча-
того колеса. В процессе прокатки теплота от венца передается к
центру зубчатого колеса. Чтобы предохранить остальные части
детали от нагрева до высокой температуры, диск зубчатого ко-
леса с двух сторон охлаждается водой. Из-за неравномерного
охлаждения детали отверстие зубчатого колеса деформируется и
делается неправильной формы. Указанные дефекты исправляют-
ся последующей механической обработкой.
Прокатные валки представляют собой зубчатые колеса, имею-
ющие тот же модуль, что и прокатываемые колеса. Их изготов-
297

л
яют на обычных зуборезных станках или прокатывают так же,
как и зубчатые колеса.
Чтобы облегчить захват заготовки, входная часть рабочих
валков выполнена конической. В заборной конической части вал-
ков происходит основная работа деформации заготовки и обра-
зование зуба, а в цилиндрической части калибровка готового
зуба. Валки изготовляют из стали 5ХНТ, их стойкость достигает
5000 †70 прокатных зубчатых
l колес.
При проектировании прокат-
3 2 ных валков следует руководство-
' ваться следующим:
прокатный валок представляет
собой зубчатое колесо, модуль и
размеры которого равны модулю
и размерам прокатываемой заго-
товки с учетом температурного
расширения;
для получения правильного
профиля прокатываемого зуба
профиль зуба прокатного валка
должен быть сопряжен с профи-
лем зуба прокатываемой заго-
я7 у~'О товки;
размеры прокатного валка и
Рис. 278. Прокатный валок число зубьев должны быть выбра-
ны исходя из основного условия
кинематики процесса — равен-
ства окружных скоростей прокат-
ных валков и прокатываемой заготовки и возможности размеще-
ния валков на станке.
На рис. 278 приведен прокатный валок (в сборе), приме-
няемый при штучной накатке зубчатых колес с модулем 5 мм.
Прокатный валок имеет зубчатый валок (рис. 279) и две боко-
вые реборды. Боковые реборды способствуют лучшему формо-
образованию зуба и устраняют свободную утечку металла при
формировании боков зубьев. Так как один торец зубчатого
колеса имеет затыловку зуба, а другой фаску, реборды бывают
самых разнообразных конструкций (рис. 280 и 281).
Яля устранения утечки металла с периферии зубьев и
калибровки наружного диаметра зубчатого колеса применяют
гладкий валок или валок, имеющий нарезку неполного профиля
зуба.
Яля горячей прокатки зубчатых колес применяют горизон-
тальные и вертикальные станы. Последние бывают универсаль-
ные для штучной и стержневой прокатки и специальные для
штучной прокатки. Наиболее совершенной конструкцией яв-
ляется горизонтальный стан для штучной прокатки (рнс. 282).
298

Он предназначен для горячей прокатки зубчатых колес с моду-
лем до 7 мм и диаметром 220 — 500 мм. Прокатку осуществляют
с радиальной подачей инструмента. Заготовки можно нагревать
т. в. ч. в рабочей позиции и в процессе прокатки.
На указанной Aicome Хмм Уг~и зацеплетя ~= Я'
сделать олектроупрочнение ~eògó÷àñàù nm точки А
Рис. 279. Зубчатый валок:
1 — 10 — cercrop~i
Основанием стана служат три станины. На передней, сред-
ней и задней станинах расположены все узлы стана. Стан
состоит из подвижной опоры, механического привода, зажима
изделия, левого и правого суппортов, крепления трансформа-
тора т. в. ч., оправки, системы смазки и охлаждения и электро-
оборудования.
299

~
Ъ,
~ ~
с ~)
%)
Ф~
~0
~ ~
Ъ
:3
~ Ъ
~ q
~м
~
~( к
~
о
с "~&
ь ~
4~
~ )
~ ~
~
~2
~ ~.
~
~~ ~
Ch ~
М %э
~2~~

Щ
Ф"(
С'
О
~О д
Ю р,
а. о
i
Cg
М
CJ
О
® о
op )
CJ
Ж
0
И
С~
Фц
301

Для осуществления радиальной подачи инструмента под-
шипники шпинделя инструмента крепят на суппорте, который
перемещается по направляющим средней станины с помощью
Рис. 282. Общий вид стана усилием радиальной подачи 0,4 Мн (40 Т)
для штучной прокатки зубчатых колес:
1 — ниппель; 2 — лоток правый; 3 — электропневматический клапан; 4 — лоток ле-
вый; 5 —; б — станина; 7 —; 8 —; 9 — элек-
тронасос; 10 —; 11 —; 12 — крепление транс-
форматора; 13 — привод; 14 — суппорт правый
гидравлического цилиндра, встроенного в суппорт. Рабочую
жидкость (масло) заливают во внутреннюю полость суппорта.
На передней стенке суппорта находится гидропанель.
Подача суппорта на изделие осуществляется подачей масла
в переднюю полость цилиндра. Максимальный ход цилиндра
302

100 ми. Максимальное усилие радиальной подачи инструмента
равно 0,4 Мн (40 Т) при давлении масла в цилиндре 6 Мн(м'
(60 ат). Конструкции левых и правых суппортов аналогичны.
Трансформатор т. в. ч. крепят на лапках каретки, которая
может перемещаться по вертикальным направляющим стойки.
Мощность электродвигателя 30 квт; потребляемая индуктором
мощность 200 квт; производительность стана при максимальном
диаметре зубчатого колеса 30 mr~ч; габаритные размеры стана
б 7 8 Д 10
Ф
Рис. 283. Кинематическая схема стана усилием радиальной
подачи 0,4 Мн (40 Т):
I — валок зубчатый; 2 — мастер — зубчатые колеса; 3 — шарниры кре-
стовые; 4 — сменные зубчатые колеса; 5 — электродвигатель постоянного
тока; 6 — суппорт правый; 7 — валок гладкий; 8 — ролики боковые;
9 — реборды; 10 — суппорт левый
в плане 4500 &g ;&lt 33 0 мм. Кинемати еская схема стана
дена на рис. 283. Производительность зубонакатных станов
приведена в табл. 60.
Таблица бО
Производительность стана
303

ф 14. ИЗГОТОВЛЕНИЕ ПОКОВОК ГОРЯЧЕЙ PACKAIKOA
Горячую раскатку применяют для изготовления поковок
подшипниковых колец, бандажей и подобных им деталей
1
— I
Рис. 284. Кольцевые поков-
ки (формы 1 — 11), изготов-
ляемые горячей раскаткой
(рис. 284). Для горячей раскатки применяют заготовки кольце-
образной формы, изготовленные на горизонтально-ковочной
машине, на молоте или на гидравличе-
ском прессе, а также литые.
I Горячей раскаткой получают поковки
с размерами и конфигурацией, прибли-
жавшимися к готовой детали.
Для раскатки по наружному диамет-
ру заготовка имеет меньшие размеры по
сравнению с раскатанной поковкой.
5 Вследствие этого для изготовления заго-
товки требуется горизонтально-ковочная
машина меньшего усилия, а следователь-
но, имеющая большую производитель-
2 1 ность. При раскатке заготовки в горячем
рис. 285. Схема раскатки состоянии между двумя валками изме-
ПОКОВОК няется ее форма и сечение (рис. 285). За-
готовка 1, нагретая до ковочной темпера-
туры, надевается на центральный валок 8. Вращающийся нажим-
ной валок 4 подводится к заготовке и под действием приложен-
ного к нему усилия деформирует ее. Так как свободное течение
металла возможно только в направлении периметра заготовки
(при условии ограничения течения со стороны торцов), то под
влиянием деформирующих сил длина ее окружности увеличи-
вается, в результате чего происходит раскатка. В процессе рас-
304

катки увеличивается диаметр заготовки и она достигает направ-
ляющего ролика 5, который ограничивает ее отклонение от за-
данного направления и обеспечивает получение правильной фор-
мы раскатанной поковки.
При дальнейшей раскатке поковка достигает нужного
размера, что фиксируется контактом ее с контрольным роли-
ком 2, который при этом начинает вращаться. В этот момент
1 ~ Я' З,Х
б)
Рис. 286. Схемы горячей рас-
катки кольцевых поковок раз-
личной конфигурации:
а — цилиндрическая поковка;
б — поковка с внутренней про-
фильной поверхностью; в — по-
ковка с внутренней конической по-
верхностью; г — поковка с наруж-
ным профилем; д — поковка с внутренней сферической поверхностью;
1 — нажимной валок; 2 — раскатной валок, 3 — поковка
~эаг ~сваг
DЗЪ ~й
где D„— наружный диаметр раскатанной поковки;
d — внутренний диаметр раскатанной поковки.
2Р Заказ 401
305
нажимной валок отводится в исходное положение, и раскатка
заканчивается.
На рис. 286 приведены схемы раскатки поковок различных
конфигураций.
Точность получения размеров раскатанной поковки зависит
от ее начальных размеров и жесткости раскаточной машины.
Ориентировочные значения припусков и допусков для раска-
танных поковок приведены в табл. 61.
Размеры заготовки под раскатку определяют по приведен-
ным ниже формулам [26]. Наружный D,, и внутренний d,
диаметры заготовки определяют в зависимости от суммарного
обжатия, т. е. от отношения толщины стенок до и после рас-
катки (коэффициент Й):

юаолица or
Ориентировочные значения припусков и допусков для раскатанных
поковок 26
Припуск и допуск в мм
Лиаметп
поковкй по наружному по внутреннему по дорожке
в мм диаметру диаметру п~ ~ысоте качения
г !
М °
т !
г !
1
г !
1
! ~ !
1
1
1
е 1
!
е 1
г
° 1
г !
°: . II I °
° ° ° ! °
° 1 г )
° в
ю 1
° 31 11
1 1 1 ° °
1 II 1
1 II II
1 а ° ° 1 1'1
~ ° 1!
! ° 1 °
° ° 1
11
ф ° 11
° °
Э °
г В ° ° 1 ° 1 °
Ф °
° 1 1
°: 1
Э г ггЭ
° г °
° г °
° ° 1
° ° г
11 1 w ° Э
° а а а а
° ! б ° ° г
l °
° ° 1 ' ' ° 11 ° 1
! ° ° ° г
) °
° 1 3 ' °
° ° ° ! ° A
° 1
° ° ° г
° ° г
г ° ° ° °
Э 1 °
° ° е
1 ° ° ° °
° 1
° б
° г ° °
! й б й
° 11 II
! ° ° 1
° ° г ° 1 ! 1 ° ° °
1 ° ° °
1 °
г °
й ° ю °
Ю
б в
Ю
б
° г °
° б
! Ф ° й
1 ° °
° . Il
1 °
1 е!
° 1 Il
II 1
1 11
11 ' !
1
!
в 1
I
1 1

Высота заготовки равна высоте раскатанной поковки, т. е.
~гаг = Bn
Пример. Поковка кольцеооразной формы из стали 40 после раскатки
имеет следующие размеры: наружный диаметр D& t = 00 м, внутрен ий д
метр с4 = 100 мм и высота 8&gt .® Ђ” Ђ” 50 м, загото ка нагревае с в индук
онном нагревателе.
Определить наружный диаметр кольцеобразной заготовки под раскат-
ку Варв и внутренний диаметр Юавз.
Внутренний диаметр заготовки находим по формуле
dn 100
Игаг = — = — — 71,4 мм.
1,4
Наружный диаметр заготовки находим по формуле
Ргаг — — 1,007 ~200а — 100а — 71,4а 188 мм.
Размеры рабочего профиля инструмента для раскаточных
машин назначают с учетом температурной усадки заготовок,
go
Рис. 287. Конструкция валков раскаточной машины
МГР-250:
а — нажимного; б — раскатного
равной 1,3%. Высота раскатываемых поковок ограничивается
бортами нажимного валка (рис. 287, а).
Размеры рабочей части нажимного валка определяют по
формулам [26]
B = s„, + (2 —: 3); Й = Вр.„R„= R„,
где  — высота реборды нажимного валка в мм;
s,, — максимальная толщина стенки заготовки а мм;
307
20»

h — ширина реборды нажимного валка в мм;
B„ „ — высота раскатанной поковки с учетом температурной
усадки и допуска по высоте в мм;
R~ — радиус рабочей части нажимного валка, равный
2 — 3мм;
R& t; Ђ” рад ус раскатан ой поко к в
Размеры остальных элементов нажимного валка определя-
ют по нормалям.
На рис. 287, б приведена конструкция раскатного валка.
Размеры рабочей части раскатного валка определяют по
формулам [261
D=d, — (3 —:5) мм;
M=h„— 0,5 мм;
D,=Р— 2(B„+a — s„) мм,
где d„, — минимальный внутренний диаметр заготовки в мм;
h„— ширина реборды нажимного валка в мм;
 — высота реборды нажимного валка в мм;
s„— минимальная толщина стенки раскатанной поковки
В ММ;
~р.п р.п
Sn=
2
а — зазор между шейкой ролика D~ и габаритным диа-
метром нажимного валка, равный 1,5 — 3 мм. Разме-
ры остальных элементов раскатного валка определя-
ют по нормалям.
Усилие P в Мн, необходимое для раскатки, может быть
определено по формуле
Р= fu,
где f — контактная площадь с одним из валков в м~;
a — среднее давление в Мн~яд.
контактную площадь f определяют по формуле
80+81
2
2fgfg Ц ~0-в
Г1+Г~
где Во и B& t; Ђ” шир на загото ки д и по ле раска к в
fi — радиус нажимного валка в мм;
г~ — радиус раскатного валка в мм;
Д1 — линейное обжатие в мм;
д~ Fp F~
Во В1
здесь Fp и F~ — площади сечения профиля кольца до и после
раскатки в мм~.
308

Среднее давление может быть определено по формуле
а = k„k,kà„
где k — коэффициент, учитывающий влияние на удельное дав-
ление внешнего трения и напряжения, равный 1,15;
k, — коэффициент скорости,
учитываю щии влияние Eel ~~+'
на давление скорости
прокатки, примерно рав-
ный 1,2;
k — коэффициент наклепа,
а
учитывающий повыше-
ние предела прочности,
равный 1,1;
а, — предел прочности ста-
ли при температуре рас- ~б
катки; принимается по
табл. 12.
Я =70
)
~заг=~~-1
bj
Рис. 288. Раскатанная поковка (а)
и заготовка под раскатку (б}
площадь сечения кольца после раскатки
~ ~р. и ~р.л
— 81—
2
83 — 65
21=189 мм~;
2
линейное обжатие
189
21
— 63 мм;
252
Ы—
~о
г,
Â1
21
контактная площадь
21+ 21
2
197.22 -в
2
2 63 10 ~ = 0,00105 м = 1050 мм;
197+ 22
среднее давление
а=1,15 1,2 1,1.80=120 Мн/и' (12 кГ/ииа).
Потребное усилие {при а 120 Мн/иа) составляет
P=0,00105 120=0,126 Мн {12,6 T).
Для раскатки кольцеобразных заготовок применяют специ-
альные полуавтоматические раскаточные машины различных
р азмероа.
309
Пример. Определить усилие раскаточной машины, необходимое для по-
лучения поковки (рис. 288, а) из заготовки на (рис. 288, б); материал—
сталь ШХ15; радиус нажимного валка r& t; Ђ” Ђ” 97 м, рад ус раскатн го ва
~р = 22 мм.
Площадь сечения кольца до раскатки
~здг ~зонг 70 — 46
о= ~о= 21=252 мм~,
2 2

Сменными рабочими деталями, осуществляющими деформи-
рование заготовки в процессе раскатки, являются нажимной и
раскатной валки из стали 5ХНВ или 50ХГС. Остальные детали
узла раскатки являются постоянными.
Принципиальная кинематическая схема раскаточной маши-
ны модели МГР показана на рис. 289.
Раскатка кольцеобразных заготовок происходит между
двумя валками — верхним нажимным и нижним раскаточным.
Нажимной валок 1 получает возвратно-поступательное дви-
жение от гидравлического цилиндра 2, шток которого соединен
Рис. 289. Кинематическая схема полуавтоматической раскаточной машины
при помощи самоустанавливающейся пяты с подвижной бабкой
шпинделя нажимного валка. Шпиндель нажимного валка сое-
динен шлицевой муфтой с шарнирным валом 8, который сооб-
щает вращение шпинделю валка от электродвигателя 4 через
клиноременную передачу и червячный редуктор.
Окружная скорость валка по рабочей поверхности бандажа
2,85 — 3,00 м/сек. Бабка шпинделя раскаточного валка 5 непод-
вижно закреплена в раме станины. Вращение шпинделя проис
ходит благодаря силам трения между раскатываемой поковкой
и обоими валками.
Верхний и нижний шпиндели несут на себе консольно рас-
положенные валки. Нажимной валок опирается на роликовый
подшипник, сидящий на корпусе бабки шпинделя в плоскости
передаваемого усилия обжатия от гидравлического цилиндра 2,
т. е. строго по его оси.
310

После того как нагретая заготовка надета на раскаточный
валок, поворотом ручки б золотника включается сжатый воздух
от общей сети давлением 500 — 700 кн/м' (5 — 7 ar)1. Воздух по
трубопроводам поступает в полость пневматического цилиндра
мультипликатора 7. Сжатый воздух в начале раскатки попадает
в нижнюю часть цилиндра и давит на поршень, заставляя его
перемещаться вверх. На штоке поршня воздушного цилиндра
укреплен поршень масляного цилиндра, который перегоняет
масло из масляного цилиндра по трубопроводу 8 в верхнюю
полость главного цилиндра 2.
На штоке поршня главного
масляного цилиндра возникает
усилие, достаточное для пла-
Таблица б2
Примерная производительность
кольцераскаточных машин
стической деформации нагре-
той заготовки.
Для получения раскатывае-
мых поковок правильной гео-
метрии раскаточная машина
снабжена дополнительным уст-
ройством — упорным 9 и конт-
рольным 10 роликами, связан-
ными через рычаги 11 и 12 с
гидравлическим механизмом
п авления кото ые аботают
Размеры кольцеобраз-
ной заготовки
В ММ
° ю~~
о
о
й~ ф ~(
a~a
„о.
~~Я
З.я ~
Иуа
Модел~
машины
Наружный
диаметр Ширина
МГР-150
МГР-250
МГР-300
МГР-500
80 †1 20 — 40
80 — 250 30 — 60
200 — 600 65 — 120
200 — 600 65 — 145
600
560
150
150
311
у p p p
автоматически. Назначение ро-
ликов — выравнивать вибрации при вращении поковки в процес-
се раскатки и обеспечивать правильную ее геометрическую фор-
му. Ролики вращаются вокруг своих осей под действием сил
трения о поверхность раскатываемой поковки и нажимают
на нее.
Когда размер раскатываемой поковки уже близок к задан-
ному диаметру, правый ролик жестко устанавливается по
своему упору. При достижении заданного размера поковки ле-
вый ролик «срабатывает» на отключение давления главного
цилиндра при помощи выключающего механизма 18.
Вследствие движения поршня масляного цилиндра мульти-
пликатора вниз, масло из рабочей полости главного цилиндра 2
перегоняется по трубопроводу в верхнюю полость цилиндра
мультипликатора. В нижней полости мультипликатора со-
здается давление, передаваемое по трубопроводу 14 в нижнюю
полость главного цилиндра. Поршень последнего передвигается
вверх, увлекая за собой при помощи штока бабку шпинделя
верхнего нажимного валка, которая скользит по своим на-
правляющим до упора.
На этом прекращается процесс обжатия заготовки. Боко-
вые упорные валки автоматически освобождают поковку от
зажима, и левый ролик отходит в сторону, что позволяет сво-
бодно снять раскатанную поковку с нижнего валка.

%
с
еЬ

Механизм автоматического управления правым и левым
роликами работает следующим образом. На обеих осях рыча-
гов роликов жестко установлены под углом рычаги 15 и 16.
Концы этих рычагов шарнирно соединены со штоками и пор-
шнями гидравлических цилиндров 17 и 18, в которые масло
подается по обе стороны поршня от малых мультипликаторов
по трубопроводам. Эти мультипликаторы не имеют поршней,
масло в них находится под давлением воздуха от сети. Управ-
ление подачей давления в цилиндры 17 и 18 имеет автоматиче-
скую блокировку с золотниковым управлением гидропневмати-
ческой силовой системы. На рис. 290 приведен общий вид рас-
каточной машины модели МГР.
Наиболее широкое распространение указанные машины
получили в подшипниковой промышленности. Производитель-
ность машин в зависимости от размеров поковок приведена
в табл. 62.
з 7j. ИЗГОТОВЛЕНИЕ ПОКОВОК СТУПЕНЧАТЫХ ВАЛОВ
ПОПЕРЕЧНО-КЛИНОВОЙ ПРОКАТКОЙ
Метод поперечно-клиновой прокатки разработал чехосло-
вацкий инж. Голуб. Прокатка осуществляется двумя валками,
поверхность которых оснащена
клиновыми штампами. Клиновой
штамп на каждом валке имеет
форму треугольного цилиндриче- (j "-----
ского сегмента и предназначен \ааааа
для изготовления одного типораз-
1у11
мера детали.
5
Заготовку устанавливают по-
перек валков, она вращается в ° 'n ~ " 5Я~,Ы~~и~~~~мим~,л,м,юшкам,»
сторону, противоположную вра-
щению валков (рис. 291). /l
Полное формообразование по-
ковки производят за один оборот
валков в течение 7 сек. Клинооб- 11амж
разная форма штампа при вра-
щении валков создает на заготов-,,ф,
ке высокое давление в направле-
нии деформирования и застав- Рнс. 291. Схема поперечно-клнно-
ляет течь металл в одну сторону soA прокиткн:
от оси штампа или в обе стороны
8 —; 4—
в зависимости от конфигурации верхний валок; 5 — заготовка
поковки.
Поперечно-клиновую прокатку применяют для изготовления
заготовок периодического профиля под штамповку и поковок
Поковки могут быть получены с цилиндрической, сферической H
конической поверхностями, диаметром до 100 мм и длинои до
3~3

500 мм. В пределах указанной длины при прокатке можно
одновременно получить две поковки одинаковых размеров,
расположенных по оси стержня. Максимальный перепад диа-
метров поковки не должен превышать трехкратного размера
заготовки.
Припуски на механическую обработку устанавливают в
соответствии с ГОСТом 7505 — 55.
допуски (в мм) на прокатку детали следующие:
0,1 для поковок диаметром до 30 мм
0,2»» »» 50»
0,4»»»» 100

Глава XIV
ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА ПОКОВОК
И ОТДЕЛОЧНЫЕ ОПЕРАЦИИ
ф 76. ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА ПОКОВОК
е мическая о а отка является важной оне ацией техно-
логического цикла изготовления штампованных поковок.
Термической обработкой можно получить механические
свойства, заданные техническими условиями на поковку. Тер-
мической обработкой поковок являются отжиг, нормализация
и закалка с последующим отпуском.
Отжиг снижает твердость поковок, что облегчает обработку
резанием, уничтожает структурную неоднородность, подготов-
ляет поковку к дальнейшей термической обработке, а также
снимает остаточные напряжения, появившиеся в результате
штамповки. Отжиг обычно применяют для поковок, изготов-
ленных из сталей с высоким содержанием углерода и легирую-
щих элементов.
Если поковку изготовляют из отожженной стали и заготовку
нагревают перед штамповкой до температуры ниже структур-
ных превращений, то в этом случае отжиг необязателен. Пол-
ный отжиг осуществляется нагревом поковок до температуры
на 30 — 50'С выше точки Асз, выдержкой при этой температуре
и последующим медленным охлаждением. Поковки из углероди-
стых сталей охлаждаются со скоростью 50 — 150' С в час до
500 — 600'С; из легированных сталей — со скоростью 20 — 60'С
в час до 500 — 600' С.
Нормализацию поковок применяют в основном для устране-
ния крупнозернистой структуры, полученной в результате
продолжительного нагрева заготовки до высокой температуры
и окончания штамповки при относительно высокой температуре.
При нормализации поковки нагревают до температуры, пре-
вышающей температуру точки Асз на 50 — 60'С, затем произ-
водят непродолжительную выдержку при этой температуре и
охлаждение на воздухе. Обычно нормализуют поковки из ста-
лей, содержащих до 0,40/О С.
315

тех случаях, когда нагрев заготовки перед штамповкой
производят т. в. ч. или промышленной частоты, нормализация
для некоторых поковок необязательна. Закалку поковок п и-
меняют т
ПОКОВОК IIPH-
ки не
т в тех случаях, когда другие виды термической об б
могут обеспечить необходимых ее механических свойств,
предусмотренных техническими условиями, в частности величи-
ботки
ну твердости. акалкой называется процесс термическ б
, состоящии из нагрева поковок немного выше точк А
ФЯ
е точки с~
Рис. 292 Г
с. 292. Газовая конвеиерная печь для термической обработки
Ю
поковок
или с1, выдержки ее при данной температуре и последующего
ыстрого охлаждения в воде или масле. Температура наг
исит от химического состава стали, из которой они
изготовлены. ри закалке поковок из доэвтектоидных сталей
нагрев их следует производить до температуры на 30 — 50'С
выше температуры точки Асз. Когда температура окончания
штамповки совпадает с температурой, необходимой для закал-
ки, штамповку и закалку поковки следует производить с одного
наг ева.
Отпуск снимает остаточные напряжения и обеспечивает
наилучшую прочность и пластичность стальных поковок. П о-
ФЯ
цесс заключается в нагреве поковок до темпе
пе атуры ниже
критическои точки Ас1 выдержке при темпера
Э пературе нагрева с
316

последующим медленным или быстрым охлаждением. Отпуск
бывает высокий и низкий. Для поковок, прошедших закалку,
применяется высокий отпуск при температуре 550 — 680'С.
Режим термической обработки поковок зависит не только
от применяемой стали, но и от назначения детали в соответ-
ствии с техническими условиями на поковку.
При крупносерийном и массовом производствах поковок
применяют электрические или газовые печи конвейерного или
толкательного типа. Печи, предназначенные для закалки, могут
быть использованы для нормализации. В этом случае нагретые
поковки попадают на конвейер закалочного бака, в котором не
должно быть охлаждающей жидкости.
На рис. 292 приведена газовая конвейерная печь, которая
может быть использована для нормализации и закалки поковок.
В крупных кузнечно-штамповочных цехах для закалки поковок
применяют закалочно-отпускные агрегаты с нейтральной ат-
мосферой.
ф ТТ. ОЧИСТКА ПОКОВОК ОТ ОКАЛИНЫ
Окалина бывает металлургическая, образовавшаяся при
прокатке металла, кузнечная, получившаяся при нагреве заго-
товок перед штамповкой в окислительной среде, и термическая,
которая образуется после термической обработки поковок.
Окалина — это окисление поверхности металла. Чем выше тем-
пература печи и чем продолжительнее нагрев заготовки, тем
больше окисляется ее поверхность.
Перед скоростным, безокислительным или индукционным
нагревами заготовку следует очищать от металлургической
окалины.
Угар металла при нагреве заготовки перед штамповкой
составляет в вес. ' :
до 3 в пламенной печи в окислительной среде за один вынос
заготовки;
до 1 в пламенной печи при скоростном нагреве;
до 0,1 в пламенной печи в безокислительной среде;
до 0,5 т. в. ч.;
до 1,5 при электронагреве заготовок сопротивлением.
Стойкость режущего инструмента резко снижается при
механической обработке поковки с окалиной. Поковки очища-
ют от окалины химическим и механическим способами.
Химический способ очистки заключается в травлении поко-
вок в растворе серной кислоты концентрацией до 14%, в конце
травления концентрация снижается до 4 — 5%. Средняя продол-
жительность травления 40 мин.
Более прогрессивным методом является механическая
очистка поковок от окалины в дробеструйных установках пе-
риодического и непрерывного действия. В дробеструйных уста-
317

Рис. 293. Дрооеструйная установ-
ка непрерывного действия для
очистки от окалины поковок ко-
ленчатых валов:
1 — верхняя дробеструйная турбинка;
2 — поковки коленчатых валов; 3
подвеска на четыре поковки; 4
цепной конвейер для перемещения
подвесок с поковками; 5 — звездочки
для вращения подвесок с поковками;
б — нижняя дробеструйная турбинка
ковках поверхность поковок очи-
щается чугунной или стальной
дробью, выбрасываемой из спе-
циального аппарата. Качество
дробеструйной очистки высокое,
при этом поковки не коробятся.
Дефекты на их поверхности могут
быть легко обнаружены. Только
для особо ответственных поко-
вок, поверхность которых не
должна иметь даже мелких де-
фектов, необходимо предусматри-
вать дополнительное кратковре-
менное травление в течение 5—
10 мин в 5 — 7%-ном растворе сер-
ной кислоты. Продолжительность
очистки по сравнению с травле-
нием в 3 — 4 раза меньше, но, что
важно, при этом улучшаются са-
нитарно-технические условия
труда.
Дробеструйные установки
очень хорошо увязываются с ме-
ханизированным транспортом. На
рис. 293 показана дробеструйная
установка непрерывного действия
для очистки поковок коленчатых
валов.
Система конвейеров, обслужи-
вающая термические печи, пода-
ет коленчатые валы к механизму.
Последний перегружает их на
конвейер, обслуживающий дробе-
метную установку. При продвиже-
нии подвесок через камеру очист-
ки они вращаются в струе сталь-
ной дроби, направляемой тремя
турбинами, смонтированными на
стенах камеры. Дробь, направлен-
ная каждой турбиной, образует
веерообразную струю.
Действием веерообразной
струи, распространяемым на боль-
шой площади, достигается равно-
мерная очистка поверхности всех
поковок.
Из камеры валы электротельфером, смонтированным на
однорельсовом пути, передаются на конвейер, где они проходят
318

окончательную отделку. При такой очистке расход дроби со-
ставляет 40 кг на 1 т поковок.
ф 78. ПРАВКА ПОКОВОК
В практике встречаются со следующими дефектами в поков-
ках: искривление, непараллельность плоскостей, неперпендику-
лярность и эксцентричность осей.
Вследствие неправильного выполнения чистового ручья
молотового штампа и образования различного рода забоин и
разгарных трещин в процессе штамповки поковки застревают
в ручье. Принудительное извлечение поковки из чистового
ручья вызывает ее искривление; например, при штамповке
поковок относительно сложной конфигурации с удлиненной
ОСЬЮ.
Искривление формы поковок может произойти во время
обрезки облоя и прошивки отверстия, при плохой подгонке
штампов и затуплении кромок режущего инструмента. Искаже-
ние также может появиться при неправильном режиме охла-
и~цения поковок после штамповки и термообработки. И, нако-
нец, искривление поковки может произойти в результате
механических воздействий на нее при межоперационной пере-
даче и транспортировке.
Величина искривления геометрической формы устанавли-
вается с помощью различных приборов и приспособлений.
Искажение считается допустимым, если оно не превышает
допуска на размеры.
Правку поковок производят в горячем и холодном состоя-
нии. Горячую правку осуществляют в штамповочном агрегате
после обрезки облоя с одного нагрева.
При мелкосерийном производстве крупных и сложных
поковок правку следует производить в чистовом ручье моло-
тового штампа, на том же молоте, на котором производят
штамповку. При крупносерийном и массовом производствах
крупных и сложных поковок (типа коленчатых валов автомо-
билей) правку следует осуществлять в правочном штампе на
специальном кривошипном прессе или молоте, установленных в
линии штамповочного агрегата; правку средних поковок (ша-
туны автомобилей) в горячем состоянии — на обрезном прессе
в специальном или комбинированном штампе.
Правку поковок в холодном состоянии производят обычно
после термической обработки и очистки на штамповочных
молотах простого действия. Крупные поковки с удлиненным
стержнем, искривленные после термической обработки, правят
с помощью призм на специальных правйльных гидравлических
прессах.
Молотовые правочные штампы (рис. 294) служат для хо-
лодной и горячей правки поковок. Правочный ручей распола-
319

гают на штампе так, чтобы центр ручья (центр давления)
совпадал с центром штампа, т. е. чтобы точка пересечения оси
хвостовика совпадала с осью шпоночного паза. Все элементы
штампа — размеры кубика, конт-
рольных граней, размеры хвостови-
ка и шпоночного паза выполняют по
общим нормалям для молотовых
штампов.
Правочный ручей изготовляют по
чертежу горячей или холодной по-
ковки (в зависимости от рода прав-
ки) с учетом всех специальных тре-
бований, обусловленных процессом
правки поковки. В чертеже горячей
поковки величина усадки показана
меньшей, чем в чертеже для изго-
товления основного штампа, а имен-
но 1,3; 1,2 и 1,0%. Размеры на чер-
теже (рис. 295) должны учитывать
94 молото „„р„о„„„~ необходимые зазоры и плавные пе-
реходы фигуры ручья согласно сле-
дующим условиям [9]:
зазор Л берется равным половине
положительного отклонения допуска на соответствующий размер
поковки;
'ф
1, ~ Д
Рис. 295. Сечения правочного ручья
радиусы переходов Rg, соответствующие радиусам переходов
в поковке Я, следует брать на 2 — 4 мм больше, т. е.
RI=R+ (2 —:4) мм;
глубину ручья Н необходимо выполнять по номинальному
размеру чертежа холодной или горячей поковок в зависимости
от вида правки;
кромки ручья на плоскости разъема закругляют радиусом
R,==0,05Н+2 мм
(для круглых сечений Н = 0,5D).
320

Для удобства установки и
штампа рекомендуется (рис. 296)
Если поковка имеет местный
выступ (рис. 296, а), то ero обжи-
мать не следует, так как это при-
ведет к усложнению конструкции
штампа. Для поковок, имеющих
односторонние, незначительной
высоты выступы, следует преду-
сматривать как в верхнем, так и
в нижнем штампе соответствую-
щие полости (рис. 296, б). В тех
случаях, когда поковка имеет
сложный контур в плане, фигуру
ручья штампа следует упро-
С ТИТЬ.
При горячей правке поковок
на кривошипных или чеканочных
прессах применяют одноручьевые
штампы с направляющими колон-
ками. Ручей прессового правочно-
го штампа проектируют по тем
же правилам, что и ручей моло-
тового правочного штампа. На
рис. 297 дан прессовый правочный
штамп для горячей правки поков-
ки коленчатого вала легкового
автомобиля.
удаления поковки из ручья
изготовлять ручей открытым.
Рис. 296. Ручьи:
а — правочный для поковки с мест-
ным выступом; б — симметричный
для поковки с односторонним высту-
пом
21 Заказ 401
Рис. 297. Прессовый правочный штамп
321

в 19. КАЛИБРОВКА ПОКОВОК 1ЧЕКАНКА1
В
иды калибровки поковок. Калибровка бывает плоскостная,
объемная и комбинированная. Применяется для повышения
точности поковок, нанесения рельефных изображений и полу-
чения чистой поверхности. Плоскостную калибровку, как прави-
ло, осуществляют в холодном состоянии (рис. 298, a). Приме-
няют ее, когда требуется между параллельными плоскостями
получить размеры высокой точ-
НОСТИ.
Объемную калибровку (рис.
298, б) применяют для получения
размеров повышенной точности в
двух или даже трех направле-
киях. Объемную калибровку про-
изводят в холодном и полугоря-
чем состоянии. В полугорячем со-
стоянии ее осуществляют или не-
посредственно после штамповки
и обрезки аблая или после спе-
циального нагрева до температу-
ры не выше температуры струк-
турных превращений данной ста-
ли. Объемная калибровка, как
Рис. 298. Калибровка: правило, сопровождается выдав-
а — плоскостная; б — объемная JIHBBHHeM ЛИШНЕГО МЕталла В Об-
Лой.
Комбинированную калибровку применяют, когда необходи-
мо, чтобы поверхность всей детали высокого класса чистоты и
размеры между отдельными поверхностями были высокой
точнОСТИ.
По точности получаемых размеров поковок различают гру-
бую калибровку, при которой можно получить допуски
+ (0,1 —: 0,25) мм и калибровку повышенной точности с
допусками + (0,05 —: 0,15) мм. Для получения более точных
размеров применяют двойную калибровку, при этом достигается
точность до ~0,025 мм.
Перед калибровкой поверхность поковки должна быть
тщательно подготовлена: очищена от окалины. Кроме того,
поковка не должна иметь наружных пороков. Глубина ракови-
ны от окалины должна быть не более 0,2 мм для калибровки
обычной точности и 0,1 мм для калибровки повышенной точ-
ности. Раковины или вмятины большей глубины подлежат
зачистке. Оставшийся заусенец на поверхности должен быть
также тщательно зачищен. Поковки из углеродистых сталей,
содержащих более 0,2% С, и поковки из легированных сталей
должны быть до калибровки подвергнуты термообработке для
снятия наклепа и снижения твердости.
322

При калибровке повышенной точности, поковки, толщины
которых отличаются на 0,2 — 0,4 мм, следует сортировать на
2 — 3 группы (в зависимости от запаса мощности пресса). Без
указанной сортировки могут быть получены поковки различных
размеров вследствие различной величины упругой деформации
пресса. При штамповке с малым запасом мощности пресса
необходим тщательный отбор недоштампованных поковок,
чтобы избежать заклинивания пресса.
Большим недостатком плоскостной калибровки является
образование выпуклости на калиброванных поверхностях (см.
рис. 299). Величина выпуклости
зависит от состояния калибровоч-
HbIx плиток, от площади KoHTQKT-
ной поверхности поковки по отно-
щению к ее высоте и качества
Рис. ЗОО. Поковка, отштампованная
Рис. 299. Выпуклость послф для- с вогнутостью под плоскостную калиб-
скостной калибровки ровку
D
смазки контактной поверхности. Чем больше отношение — и
Н
величина осадки (рис. 299), тем больше величина торцовой вы-
пуклости.
Штампованные поковки для калибровки поковок небольшой
высоты, но большого диаметра следует делать с вогнутостью
(рис. 300), величина которой может компенсировать ожидаемую
торцовую выпуклость. Форму и размер вогнутости устанавли-
вают по опытным данным.
Размеры поковки в плане при плоскостной калибровке
увеличиваются. Поэтому необходимо проверить, удовлетворяют
ли размеры поковки после калибровки требуемым допускам на
размеры в плане. Если размеры поковки выходят за пределы
этих допусков, то соответствующие размеры штампованной
поковки следует уменьшить для того, чтобы после калибровки
поковка имела нужные размеры. Приращения диаметров при
калибровке круглых образцов указаны в табл. 63.
При калибровке поковок типа колец приращение внешнего
диаметра относится к приращению внутреннего диаметра
примерно как 3: 1 (рис. 301).
При одновременной плоскостной калибровке нескольких
торцов встречное течение металла от приращения размеров
21» 323

Таблица б8
Величины приращения диаметров
0~, О,р и О„вмм
Оса жи ванне
Отношение
диаметра
к высоте
поковки
P=1 мм
~ср
ср
II р и м е ч а и а е. Приращение диаметров
О~р — среднего.
Π— верхнего; D@ — нижнего;
бобышек приводит поковку к искривлению при недостаточной
жесткости связующего элемента (стержня). Если же жесткость
связующей части велика, то расстояние между центрами
Рис. 301. Изменение размеров кольцеобразной поков-
ки при плоскостной калибровке
калиброванных плоскостей после калибровки увеличивается.
Если это расстояние увеличивается больше допустимого, следу-
ет уменьшить соответствующий размер штампованной поковки
под калибровку.
Перед разработкой технологии калибровки и конструирова-
нием калибровочного штампа следует выполнить чертеж ка-
либрованной поковки, который составляется по чертежу гото-
вой детали. На чертеже поковки (рис. 302), в местах,
подлежащих калибровке, делается надпись «штамповка» с
указанием соответствующего размера и допуска на штамповку
и надпись «калибровка» с указанием размера и допуска на
324
20:30=0,66
15:20=0,75
20:20=1
25:20=1,25
20:15=1,33
30:20=1,5
20: 10=2
20:5=4
0,24
0,25
0,26
0,50
0,55
0,66
0,90
2,50
0,40
0,45
0,64
1,01
1,05
1,10
1,26
2,88
0,20
0,20
0,20
0,48
0,50
0,59
0,87
2,40
0,46
0,56
0,74
0,78
0,80
1,02
1,30
5,54
0,76
1,31
1,33
1,56
1,76
2,05
2,38
6,03
торца:
0,41
0,48
0,50
0,76
0,77
0,98
1,28
5,53
0,60
0,70
0,90
1,25
1,56
1,86
3,50
9,56
1,26
1,76
1,92
2,03
2,73
3,30
4,06
9,71
0,57
0,82
0,84
1,08
1,50
1,80
3,34
9,35

калибровку. На места, подлежащие калибровке, припуски и
допуски устанавливают в соответствии с графиком, приведен-
ным на рис. 303. Допуски на размеры калиброванных элементов
поковки устанавливают в зависимости от требований чертежа
обработанной детали.
Рис. 302. Чертеж поковки после калибровки
Рис. 303. Припуски П на сторону для калиб-
ровки и поле допусков на размер после
калибровки поковок (ГОСТ 7505 — 55} [37]
Припуск на последующую после калибровки механическую
обработку оставляют в тех случаях, когда необходим жесткий
допуск или более высо-
Пмм
кий класс чистоты по-
верхности. Обычно этим os
припуском является
припуск или на поли-
ровку или на шли- и
фовку; величину ero
устанавливают в соот-
- — -Л
ветствии с требования-
ми механообрабатыва- д~
ющего цеха.
Чистота калибро-
ванной поверхности, о юоо гвоо oooo «oo ~аоо воаа амм
получаемая в резуль-
тате осаживаяия соот-
ветствующего элемен-
та поковки, составляет
~ 6 — ~4, в зависимости от допуска и качества поверхности
штампованной поковки.
Чертеж поковки, подлежащей объемной калибровке,
составляется с учетом удобства укладки отштампованной по-
ковки в ручей калибровочного штампа. Для этого горизонталь-
325

ные размеры штампованной поковки уменьшают на 0,5 — 0,8 мм
по сравнению с соответствующими размерами калиброванной
поковки. Для сохранения равенства объемов штампованной
и калиброванной поковок следует размеры штампованной
поковки увеличить по вертикали. Металл на облой при объем-
ной калибровке не учитывают, так как положительного допуска
Рис. 304. Общий вид калибровочного штампа
для плоскостной калибровки:
1 — башмак; 2, 8 — промежуточные плиты; 3, 18,
15 — калибровочные плиты нижние; 4 — упор; 5—
болт упора; 6, 10, 12 — калибровочные плиты верх-
7, 14 — 6o~T промежуточной ~~и~~; 9
жавка; 11 — винт
на штампованную поковку и увеличенных ее размеров по вер-
тикали достаточно для получения чистой поверхности и повы-
шенной точности поковки.
Штампы и Оборудование для калибровки. Основными частями
штампа, применяемого для плоскостной калибровки, являются
нижний башмак с промежуточной плитой, верхняя державка с
промежуточной плитой и калибровочные плиты.
Калибровочные плиты являются рабочим инструментом и из-
готовляются из стали У10А. Их количество устанавливается по
числу калибровочных плоскостей.
Остальные детали штампа изготовляют из стали 45.
326

На рис. 304 показан общий вид калибровочного штампа для
поковки, приведенной на рис. 305. Штампы для объемной калиб-
ровки имеют ручьевые вставки без канавок для аблая и обору-
дованы выталкивателями и направляющими колонками.
Рис. 305. Поковка для плоскостной калибровки
Таблица б4
Величины давлений при холодной
калибровке
Потребное усилие на калиб-
ровку в Мн определяем по фор-
муле
=qF,
где q — давление в Мн)м',
F — площадь проекции ка-
либрованной поверх-
ности на горизонталь-
ную плоскость в м'.
Давление калибровки зави-
сит от предела прочности ста-
ли при определенной темпера-
туре и схемы напряженного со-
стояния. Значения давлений
Давление при калибровке
в Мн)м'
Материал
поковкк
плоскостной объемной
1300 — 1600 1800 — 2200
Углероди-
стая сталь
10 и 15
То же,
20 и 25
То же,
35 и 45
1800 — 2200 2500 — 3000
2500 — 3000 3000 — 4000
при холодной калибровке при-
ведены в табл. 64.
Пример. Определить необходимое усилие для калибровки поковки, npnse-
денной на рис. 305 и изготовленной из стали 45.
Калибровке подвергают четыре круглые бобышки: две бобышки диаметром
36 мм и две диаметром 34 мм каждая.
327

Суммарная площадь проекций
F2 ' ' y2 ' 4000 мл'=0,004 лР.
3,14 362 3, 14.342
4 4
давление q принимаем по табл. 64 равным 2500 Мк/л'. Подставляя приня-
тые значен~ия в формулу для усилия, получим
Р=2500 0,0040=10 Мк (1000 T).
Калибровку (чеканку) выполняют на специальных чеканоч-
ных прессах, выпускаемых усилием до 40 Мн (4000 Т).
Особенность их конструкций состоит в наличии шарнирно-
рычажного механизма для передачи усилий от кривошипа к
ползуну пресса, мощных станин, обеспечивающих большую
жесткость конструкции, и длинных направляющих ползуна.
Кинематическая схема чеканочных прессов дает возможность
резко увеличивать давление в конце рабочего хода, поэтому
прогиб кривошипного вала здесь почти полностью исключен.
Схема чеканочного пресса показана на рис. 306.
Двигатель передает вращение коленчатому валу 2, который
через шатун 8 связан с осью шарнирного механизма 4, состоя-
щего из двух сочлененных рычагов. Верхний рычаг 5 соединен
Таблица б5
Средняя производительность
чеканочных прессов при холодной
плоскостной калибровке
Я
m &g
О О О
° Ж
рффи
Ж pj's~ Я
oRR~
J) Д
~~И
~ И
~ й ~~
щ ~ч
g é ВСЯ
oRRm
Э
ф
а
эЯ
В; „~)
Ж ре ф~
~~ О О,
h
И
~) О
дPQ
660
630
600
480
430
16
20
25
31,5
40
4
6,3
8
10
12,5
960
840
790
740
700
с неподвижной опорой в верх-
ней части станины 1 пресса, а
нижний б шарнирно соединен
с ползуном пресса 7.
Шатун 8 при возвратно-по-
ступательном движении рас-
прямляет рычаги 5 и б (при
рабочем ходе) или сближает
Рис. 306. Чеианочный пресс их (при обратном ходе).
Для регулировки положе-
ния стола 8 имеется клиновое устройство 9.
Производительность калибровки зависит от характеристики
оборудования, размеров и веса поковки, от вида калибровки
328

(холодная или полугорячая), от организации работ и механи-
зации процессов. Средняя производительность чеканочных прес-
сов при холодной плоскостной калибровке приведена в табл. 65.
Если калибровку производят в холодном состоянии, то че-
каночные прессы устанавливают в батарею на отдельном
участке, расположенном за термическими и очистными агрега-
тами. Если калибровку производят в полугорячем состоянии,
то прессы часто устанавливают непосредственно в штамповоч-
ном агрегате, где штамповку, обрезку и калибровку осущест-
вляют с одного нагрева. В других случаях полугорячей
калибровки чеканочные прессы представляют собой самостоя-
тельный агрегат, в который входит дополнительное оборудова-
ние для нагрева и смазки поковок перед калибровкой и для
очистки после калибровки.

Глава XV
'КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА ПОКОВОК
в 80. СУЩНОСТЬ ПРОЦЕССА КОНТРОЛЯ
И КЛАССИФИКАЦИЯ ВИДОВ БРАКА ПОКОВОК
оят оль поковок является о язательной составной частью
производственного процесса. Все контрольное оборудование
должно быть подготовлено одновременно с основным техно-
логическим оборудованием и оснасткой. В кузнечном произ-
водстве осуществляют контроль исходных заготовок, готовой
продукции и межоперационный контроль. Исходные заготовки
контролируют на предмет соответствия их параметров техниче-
ским условиям.
Межоперационный контроль в условиях крупносерийного и
массового производств поковок необходим для предупреждения
брака и состоит в корректировании установки штампов и друго-
го инструмента, а также работы оборудования и меха-
низмов.
Контроль готовой продукции сводится к определению соот-
ветствия размеров, структуры и твердости поковок техническим
условиям, к выявлению трещин и других наружных пороков.
Разработано множество методов контроля поковок без их
разрушения.
Качество штампованных поковок, виды и причины брака. Го-
товая поковка должна удовлетворять техническим условиям на
ее изготовление с точки зрения прочности материала, точности
размеров, отсутствия внутренних и внешних дефектов на
поверхности. Такие поковки считают годными. Поковки с от-
ступлениями от этих требований, но которые можно исправить
дополнительной обработкой, называются дефектными. Поковки,
не поддающиеся исправлению, считаются бракованными.
В кузнечно-штамповочных цехах брак может возникнуть
в результате использования бракованного исходного металла,
при разрезке металла, при нагреве заготовок, при штамповке и
обрезке аблая, при термической обработке, при очистке поковок
от окалины, а также после механической обработки.
ЗЗО

К браку от исходного. металла относятся:
волосовины — тонкие трещины глубиной до 2 мм, возникаю-
щие при прокатке металла;
закаты — заусенцы, закатанные в виде продольных складок,
которые расположены на диаметрально противоположных сто-
ронах; глубина их до 0,5 мм, возникают при прокатке металла;
плены — застывшие на поверхности слитка брызги жидкой
стали, раскатанные при прокатке на отслаивающиеся пленки
металла, толщиной до 1,5 мм.
расслоения — усадочная раковина или рыхлость, раскры-
вающаяся в процессе ковки или штамповки;
неметаллические включения шлака, песка, огнеупоров, по-
падающие в металл при плавке или разливке и выявляемые
обычно при механической обработке поковок;
флокены — скопления мельчайших трещин, видимых на
срезах или шлифах стали в виде белых пятен или хлопьев;
флокены обычно наблюдаются в легированных сталях, причины
их появления объясняют наличием в сталях газообразного
водорода, они снижают механические свойства поковок, кото-
pate, как правило, имеют склонность к образованию трещин при
закалке, что выявляется сразу (при открытых трещинах) или во
время механической обработки (при закрытых внутренних
трещинах);
использование несоответствующей марки стали; брак по
этой причине чаще всего возникает от неправильного хранения
металла на складе, где перемешиваются партии прутков из
разных сталей.
К браку при разрезке металла относятся:
косой и грубый срезы (скалывание металла); эти дефекты
зависят от качества ножей и правильности их установки на
ножницах;
торцовые трещины, возникающие при резке крупных профи-
лей из легированных и высокоуглеродистых сталей, особенно
в зимние месяцы;
несоответствие заготовок по длине, вызываемое неправиль-
ной установкой упоров и жесткостью их крепления.
К браку при нагреве заготовок можно отнести их перегрев
и пережог, возникающие при нарушениях температурного
режима нагрева и выдержки заготовок в печах, а также чрез-
мерное окалинообразование, которое вызывается продолжитель-
ным пребыванием заготовок в печи при нормальных температу-
рах нагрева.
К браку при штамповке и обрезке облоя относятся:
вмятины — следы заштампованной окалины, удаляемой с
поковки травлением или очисткой дробью; вмятины нередко
имеют глубину до 2 мм, что может привести к браку при
механической обработке; в связи с этим необходимо тщательно
сбивать окалину с заготовок перед штамповкой, особенно при
331

штамповке на кривошипных ковочных прессах и горизонтально-
ковочных машинах;
забоины — различного рода механические повреждения по-
ковки, возникающие при переброске поковок или извлечениях
их из полости штампа;
недоштамповка — увеличение всех размеров поковки по
высоте; может быть исправлена дополнительной штамповкой;
перекос — поперечное или продольное смещение поковки в
плоскости разъема штампов;
зажимы — заштампованные складки, которые получаются
вследствие неправильного течения металла в штампе при де-
формации; происходят из-за неправильной конструкции штампа
или неправильной укладки заготовки в штамп;
зарез или заусенец, вызывается несоответствием размеров
между молотовым и обрезным штампами или неправильной
укладкой поковки в обрезной штамп;
кривизна — отклонение осей или плоскостей поковки от
заданных, часто получается на длинных и тонких поковках при
обрезке заусенца; можно исправить последующей правкой по-
ковок;
отклонение от заданных размеров сверх допуска, является
окончательным браком и зависит от наличия чрезмерной
окалины, износа штампов или неправильного их изготовления;
незаполнение фигуры, при правильном размере заготовки и
исправном штампе этот вид брака зависит только от несоблю-
дения заданной температуры нагрева по всему сечению заго-
товкии.
К браку при термической обработке относятся:
недостаточная или повышенная твердость, которая выяв-
ляется после термической обработки при контроле на твердость;
вызывается неправильным выполнением операций термической
обработки или несоблюдением температурного режима, а также
несоответствием химического состава применяемой стали;
закалочные трещины — тонкие разветвленные, глубоко про-
никающие в тело поковки; вызываются неправильным режимом
термической обработки (закалки).
К браку при очистке поковок от окалины относятся:
остатки окалины — следствие недостаточного травления или
недостаточной очистки дробью;
перетравление — поверхность поковок получается ноздре-
ватой вследствие их передержки в травильной ванне;
забои и вмятины при очистке — механические повреждения
поверхностей поковок, получающиеся в процессе очистки их
дробью в барабанах.
К браку, выявляемому после механической обработки, от-
носятся:
чернота, которая остается на местах детали, где припуск на
обработку оказался недостаточным из-за кривизны поковки;
332

вмятины, которые остаются там, где их глубину превысил
размер припуска на механическую обработку;
тонкие стенки, получаемые при сверлении отверстий в
поковках, имеющих перекосы, кривизну или отклонения по
длине. После механической обработки выявляются также и
различные внутренние дефекты стали: волосовины, неметалли-
ческие включения, флокены, закаты и т. д.
в 81. МЕРОПРИЯТИЯ ПО БОРЬБЕ С БРАКОМ
Для предупреждения брака необходимо строгое соблюдение
технологического процесса изготовления поковок, режимов
термической и механической обработок.
Технологический процесс штамповки должен быть таким,
при котором исключается появление брака. Должны быть точно
выдержаны размеры заготовок при разрезке прутков, очищены
от окалины поверхности заготовок перед штамповкой. Штам-
повка должна быть осуществлена с достаточным числом пере-
ходов и исключать возможность появления зажимов и других
дефектов и т. д.
Основным средством борьбы по выявлению и предупрежде-
нию брака является правильная организация сквозного техни-
ческого контроля на всех стадиях изготовления поковки—
начиная от склада металла и кончая участком сдачи готовых
ПОКОВОК.
Для цехов массового производства поковок операции техни-
ческого контроля являются элементами технологического про-
цесса и вносятся в операционно-технологические карты наряду
с производственными операциями.
в 82. ВЫЯВЛЕНИЕ ТРЕЩИН, ВОЛОСОВИН И ДРУГИХ ДЕФЕКТОВ
Наиболее современными методами контроля поковок без их
разрушения являются ультразвуковой и электромагнитный.
1(онтроль ультразвуковыми волнами. В поковках наличие
дефектов и их расположение может быть точно установлено
методом ультразвуковых волн с помощью дефектоскопа.
Ультразвуковые волны частотой 20 000 гц, превышающей
предел слышимости, обладают свойствами, которые позволяют
их весьма эффективно использовать для выявления дефектов
в прокате и поковках. Короткие ультразвуковые волны отра-
жаются от маленьких дефектных участков, в то время как
слышимый звук с длинной волной распространяется вокруг
контура дефекта и проходит дальше с незначительным откло-
нением. Другим полезным свойством ультразвука является его
способность распространяться по прямой линии в виде кон-
центрированного потока, вместо того чтобы рассеиваться и
искривляться вокруг узлов, как это происходит при длинных
333

звуковых волнах. К достоинствам данного метода испытания
относится н то, что величина исследуемой заготовки или по-
ковки не ограничивается.
Метод ультразвуковых волн практически является мгновен-
ным, так как время, необходимое ультразвуковым волнам для
прохождения поковки, исчисляется тысячными долями секунды.
Большинство металлов проверяется методом сквозного
прозвучивания. Площадь поковки, подвергаемая испытанию,
должна быть одинакового сечения. При этом пучок звуковых
волн проходит во всех точках через одинаковую толщину
материала. Испытываемые образцы должны иметь также осе-
вую непрерывность. Из этого следует, что данный метод
целесообразнее применять для заготовок или поковок постоян-
ного сечения. Методом сквозного прозвучивания выявляются
неоднородности, связанные с двумя физическими свойствами
металла — плотностью и модулем упругости. Благодаря боль-
шой чувствительности прибора к изменениям модуля упругости
могут быть выявлены очень тонкие волосовины или трещины.
Электромагнитный контроль для промышленных целей осу-
ществляется с помощью взвешенных металлических частиц и
.специальных магнитных приборов. Контроль взвешенными
металлическими частицами применяют для обнаружения дефек-
тов на поверхности поковок любой конфигурации. Он заклю-
чается в том, что металлические частицы в виде порошка или
взвешенные в жидкости притягиваются к трещинам намагни;
ченной поковки.
Интенсивность действия металлических частиц изменяется с
интенсивностью намагничивания поковки. Высокая чувствитель-
ность достигается применением порошка или суспензии одно-
временно с пропусканием намагничивающего тока. Это так на-
зываемый «непрерывный» метод. Другой «остаточный» метод,
при котором применяется тот же намагничивающий ток, но
порошок или суспензию наносят после выключения тока,
является менее чувствительным.
Для выявления только поверхностных трещин поковок
следует применять переменный ток. Для определения неоднород-
ности структуры поковок рекомендуется применять постоянный
ток. При электромагнитном методе контроля желательно, чтобы
цвет мест концентрации частиц резко отличался от цвета
поверхности испытуемого изделия и чтобы частицы во взвеши-
вающей среде оседали медленно. Для этого применяется рас-
твор с белой добавкой или «трассирующим» составом. Для
этой цеЛи можно применять любой порошкообразный металл
светлого цвета и низкой плотности, например мелко измельчен-
ный алюминий, белый цвет которого не изменяется при
смачивании, а малый Вес и размер частиц обеспечивают дли-
тельное нахождение их во взвешенном состоянии. Обнаружи-
ваемые на поверхности, трещины имеют вид белых линий вслед-
334

ствие наличия алюминиевых частиц, которые вместе с намаг-
ниченными частицами попадают в места дефектов.
Контроль магнитными приборами применяют для проверки
поверхности проката и поковок простой конфигурации. Этот
метод оказался эффективным в производственных условиях.
Он дает возможность следить за изменением различных хими-
ческих, механических и металлургических свойств испытывае-
мой заготовки или поковки; легко обнаруживать многие де-
фекты, находящиеся настолько глубоко в металле, что они не
могут быть найдены методом контроля магнитным порошком;
обнаруживать изменение геометрии, твердости, формы и
структуры поковки.
Указанный метод позволяет легко сортировать материалы
различного химического состава. Производительность такой
сортировки стальных прутков в час составляет 300 прутков и
более. Разработаны новые типы электрических схем, имею-
щие электрические и автоматические приспособления.
ф 83. КОНТРОЛЬ ЛИНЕЙНЫХ РАЗМЕРОВ, ПЕРПЕНДИКУЛЯРНОСТИ
И ПАРАЛЛЕЛЬНОСТИ ПЛОСКОСТЕЙ, А ТАКЖЕ ЭКСЦЕНТРИЧНОСТИ
ОСЕЙ ПОКОВОК
Контроль электроконтактными приборами. При массовом
производстве поковок наиболее трудоемкой операцией является
контроль размеров припусков, перпендикулярности и эксцен-
тричности осей поковок. Этот контроль осуществляется элек-
троконтактными приборами, которые снабжены сигнальными
лампами, ускоряющими наблюдение за результатами измере-
ний. Получаемые результаты стабильны и имеют погрешность
не более 0,05 мм.
На рис. 307 показан электроконтактный контрольный при-
бор, предназначенный для проверки размера припуска. по
профилю кулачков в поковке распределительного валика.
Перпендикулярность и параллельность плоскостей, а также
эксцентричность осей поковок проверяют с помощью автома-
тизированной и измерительной головки карданного типа
(рис. 308). Поковку устанавливают в призму 1 так, чтобы
торец ее упирался в кольцо 2, которое имеет наклон, соответ-
ствующий непараллельности поковки. Измерение всех откло-
нений осуществляется качением кольца в центрах 8, которые
укреплены в рамке 4. Последняя также качается в центрах 5,
ось которых расположена перпендикулярно оси центров 8.
С помощью измерительной головки контролируют перекосы,
превышающие пределы установленных допусков. Установку
головки на нужный допуск производят с помощью контактного
кольца б, через которое проходит конец рычага 7. Измеритель-
ная головка работает с прямым контактом без реле; отклоне-
ния допуска фиксируются световыми сигналами. Производи-
335

тельность измерительной головки в час составляет 1200
измерений и более.
На рис. 309 показан прибор, предназначенный для контроля
отклонений допусков на параллельность головок в поковках
Рис. 307. Электроконтактный автома-
тический прибор для измерения при-
пуска iso профилю кулачков в поков-
ке,распределительного валика:
1 — эталон; 2 — ролик; 8 — пружина; 4 — элек-
трокоитактный глубомер; 5 — равноплечий рычаг;
о — ролик; 7 — сигнальная лампочка
шатуна и на кривизну двутаврового стержня. Опора 1 имеет
сочленение с подшипником 2 и качается в продольном направ-
лении. Опора 8 подвешена посредством карданного сочленения
Рис. 308. Схема светофарного прибора для контроля перпендикуляр-
ности, параллельности и эксцентричности осей в поковках
в кольце 4 на подшипниках 5 и 6, которые расположены вза-
имно перпендикулярно. Такая схема сочленения узлов обеспе-
чивает качение опоры 8 в любом направлении.
Прибор работает следующим образом. Поковку 7 уклады-
вают на качающиеся опоры 1 и 8 и прижимают к ним. При этом
поверхности опор получают наклон на величину, соответ-
ствующую величине непараллельности поковки. Отклонение
опор 1 и 8 фиксируется рычагами 8 и 9 и регулируемыми кон-
336

тактными винтами 10 и 11. Прибор оборудован экраном, пред-
назначенным для изображения контура поковки и необходимых
сигнальных знаков. В том случае, если поковка годная, ни один
контакт прибора не замыкается и сигнальные лампочки не за-
гораются. Если поковка имеет отклонения, превышающие до-
пуски, то автоматически замыкаются сигнальные лампочки,
освещающие на экране условные знаки и показывающие на-
правление наклона головки и изгиба поковки. Производитель-
ность такого прибора равна примерно 2000 поковкам в час.
2
б
Рис. 309. Схема светофарного прибора для контроля параллельности
головок поковки шатуна
Контроль с помощью приспособлений применяют для поко-
вок различной конфигурации (стержневых с утолщениями, типа
рычагов и вилок, круглых в плане).
У поковок кулачкового вала (рис. 310) контролируют линей-
ное расположение кулачков, коробление вала по длине, недо-
штамповку вала и угловое расположение кулачков.
Линейное расположение кулачков проверяют от торцовой
базы А (рис. 310) специальными шаблонами, которые размеще-
ны на контрольном приспособлении, показанном на рис. 311.
Контрольное приспособление для проверки коробления
распределительного вала и линейного расположения его кулач-
ков представляет собой массивную стальную плиту 10, на кото-
рой установлены две стойки. В левой стойке 2 смонтированы
два ролика 3, вращающиеся на шарикоподшипниках 12. На
этп ролики изделие укладывают передней опорной шейкой.
Заднюю опорную шейку изделия укладывают на наружные
обоймы шарикоподшипников 8, смонтированных во второй
22 заказ 401 337

стойке б. Напротив средней опорной шейки изделия установ-
.1ен индикатор 7 с ценой деления 0,1 мм для грубых измерений,
который контактирует с проверяемой поверхностью через угло-
вую рычажную передачу.
Поковку устанавливают крайними опорными шейками на
ролики приспособления, прижимают торцом (см. рис. 310) к
буртику ролика 8 (рис. 311) и вращают вал. Индикатор 7 ре-
гистрирует биение средней опорной шейки, которое характери-
зует величину удвоенного коробления кулачкового вала.
Контроль линейного расположения кулачков осуществляется с
а)
Рис. 310. Поковка кулачкового вала (а) и взаимное расположение
кулачков (б):
1 — VIII — кулачки
помощью специальных шаблонов 1, 4, 5, 9, 11. Каждое приспо-
собление по направляющим подводится к поковке. В тех слу-
чаях, когда тот или иной кулачок выходит за площадку
шаблонов, ширина которых равна ширине кулачка с допуском
на смещение, поковка считается негодной.
Контроль коробления вала по длине осуществляют одно-
временно с контролем линейного положения кулачков. Кон-
троль коробления поковки производят на биение средней опор-
ной шейки с помощью индикатора 7 приспособления.
Недоштамповку (размер Б на рис. 310) проверяют при
помощи односторонней скобы, имеющей предельный размер.
Производится контроль двух крайних кулачков I u VIII (см.
рис. 310). Угловое положение кулачков контролируют в спе-
циальном приспособлении.
У поковок вилок размеры Н и h (рис. 312) проверяют пре-
дельными скобами. Смещение K по линии разъема штампа
проверяют шаблоном (рис. 313). Смещение не должно превы-
шать допустимой величины. Это устанавливают осмотром или с
помощью набора щупов.
Размер А (см. рис. 312) проверяют на специальном приспо-
соблении (рис. 314), которое состоит из плиты 1, эксцентриково-
го зажима 2 и щупа 8. В плиту запрессована опора 4, выпол-
ненная заподлицо с плитой. Зажим имеет сферический
338

22~
О
~»
О
Ф
О
Ж
3
Щ
й:~»
~«ъ
Ж
Ж
ы
О
° 4
О
Р
C
Ц
О
С4
О
Ж
Ж
й3
й";
~О
О
О
Ф
Ж
й»
339

наконечник 5, дающий возможность прижимать базовый торец
к опоре без перекосов. Для контроля вилку устанавливают ба-
зовым торцом на опо-
ру 4 и закрепляют за-
жимом. Размер А (см.
рис. 312) проверяют
щупом на обоих кон-
цах вилки. При про-
верке предельным щу-
пом размера А заодно
проверяется и взаим-
ное смещение (скручи-
вание) концов вилки в
пределах допуска на
размер А.
Размер В (рис. 315)
проверяют предельной
скобой; размер М (ко-
Рис. 312. Поковка вилки переключения передач
ках Т) — на специаль-
ном контрольном при-
способлении (рис. 316). Приспособление состоит из основания 1,
опоры, 2, на которую устанавливают поковку, и конуса 8, цен-
трирующего поковку.
Измерительное устройство со-
стоит из четырех одинаковых сто-
ек 4 с плунжерами 5, б и рычагом 7.
Оба плунжера выступают на одина-
ковый размер М от базовой плоско-
сти. На концах ваулок 8 имеется
ступенька i(, равная величине допу-
стимого отклонения на коробление.
Поковка считаетсЯ гОДной, если то- Рис 313 Щи~лов дл„
рец плунжера 6 умещается на сту- контроля смещения по
пеньке К. При таком согласовании»»H p»~eM~ ~~aM~~
размеров баз обработки с размера-
ми баз контроля обеспечиваются припуски на механическую
обработку.
Годность нового штампа определяется контролем поковки.
Проверка производится по основным параметрам на контроль-
но-разметочных пунктах. Такой контроль носит также профи-
лактический характер и производится периодически. Продол-
жительность интервалов между проверками зависит от
конфигурации штампа и его стойкости.
контролю подвергают первые поковки, полученные с уста-
новленного штампа (недоштамповку, смещение штампов,
погрешности, связанные с регулировкой пресса). Аналогичному
контролю (выборочно) подвергают партии деталей в процессе
340

Рис. 314. Приспособление для контроля поковки вилки пере-
ключения передач, показанной на рис. 312
Рис. 315. Поковка ступицы заднего колеса легкового
автомобиля
341

штамповки; для этой цели используют шаблоны, предельные
скобы и контрольные приспособления.
Разбраковку поковок по отклонениям параметров, связан-
ным с остыванием, термической обработкой, обрубкой, каче-
Рис. 316. Приспособление для контроля поковки ступицы зад-
него колеса легкового автомобиля
ством правки и т. д., производят на специальных контрольных
приспособлениях.
ф 84. КОНТРОЛЬ ПОКОВОК НА ТВЕРДОСТЬ
Контроль поковок на твердость после термической обработ-
ки осуществляют выборочно (5 — 10% партии).
Твердость поковок устанавливают по техническим условиям
и проставляют на чертеже поковки. Твердость в кузнечных
цехах, как правило, измеряют по Бринелю и Роквеллу.
342

Метод контроля поковок на твердость по Бринелю состоит
в том, что в поковку (перпендикулярно к заточенной на наж-
даке плоскости) вдавливается под постоянной нагрузкой P
стальной закаленный шарик. Нагрузка обычно равна 3000 кГ
(30 кн). После снятия нагрузки на поверхности поковки обра-
зуется отпечаток (лунка). Если обозначить площадь шаровой
поверхности лунки через F мм', то число твердости по Брине-
Р
лю НВ будет равно НВ = — . Если поверхность лунки F вы-
F
разить через диаметр шарика D лунки d, то число твердости по
Бринелю можно определить по формуле
кГ(мм'.
2Р
mD(D — Р'П* — Ю)
Метод Роквелла основан на проникновении в металл твер-
дого наконечника под действием статической нагрузки; при
этом измеряется не диаметр, а глубина отпечатка. В качестве
наконечника при испытании твердости по Роквеллу используют
алмазный конус с углом между образующими 120' или сталь-
ной закаленный шарик диаметром,5875 мм. Алмазный конус
применяют при испытании поковок высокой твердости, а ша-
рик — для поковок небольшой твердости.
Конус и шарик вдавливаются двумя последовательными
нагрузками: предварительной РО, равной 100 и (10 кГ), и основ-
ной Р, равной 1 кн (100 кГ) для шарика (шкала В) и 15 кн
(150 кГ) для алмазного конуса (шкала С). Результаты вдав-
ливания наконечника на приборе Роквелла показывает индика-
тор (указатель), шкала которого градуирована в условных
единицах твердости, определяемой по формуле
Й вЂ” (h, — h)
где k — постоянная величина, равная для алмаза 0,2 и для
шарика 0,26;
h& t; Ђ” глуб на проникнове ия кон са (шари а в м, по
ченная после снятия нагрузки;
h — глубина проникновения конуса (шарика) под действи-
ем предварительной нагрузки РО,
с — цена деления циферблата, равна углублению наконеч-
ника (конуса, шарика) на 0,002 мм.
Твердость, измеренная по шкале В, обозначается HRB, а
измеренная по шкале С обозначается HRC.
Твердость по Роквеллу измеряется в кузнечных цехах редко
и главным образом мелких поковок.

Глава XVI
ИЗГОТОВЛЕНИЕ ЛОКОВОК ИЗ ЦВЕТНЫХ СПЛАВОВ
ф 85. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ЦВЕТНЫХ СПЛАВАХ
ц
ветные сплавы, применяемые для изготовления штампо-
ванных поковок, подразделяют на четыре основные группы.
Группа 1 — алюминиевые сплавы относятся к легким спла-
Вам, имеют удельный вес 2,67 — 2,8 и обладают высокой тепло-
проводностью, электропроводностью, коррозионной стойкостью.
Алюминиевые сплавы легко поддаются обработке давлением
в горячем и в холодном состояниях и находят широкое приме-
нение в автомобильной, авиационной, приборостроительной
промышленности и B других отраслях машиностроения.
Алюминиевые сплавы, обрабатываемые давлением, имеют
примеси: медь, магний, марганец, никель, железо, кремний и др.
Их общее содержание составляет 1,0 — 9,60/О. Применяемые для
горячей объемной штамповки алюминиевые сплавы по механи-
ческим свойствам подразделяют на три подгруппы.
Подгруппа I, а — сплавы мягкие или пластичные, термиче-
ски неупрочняемые. К ним относятся сплавы АМц и АМг,
имеющие предел прочности 200 — 300 и/мм2 (20 — 30 кТ/мм2).
Подгруппа I, б — сплавы средней твердости и пластичности,
термически упрочняемые. К ним относятся сплавы Д1, Д16, АК4
и АК6, имеющие предел прочности 350 — 420 и/мм' (35—
42 кГ/мм2).
Подгруппа 1, в — сплавы высокой прочности с пониженными
технологическими свойствами. К ним относятся сплавы АК8 и
В95, имеющие предел прочности 450 — 520 и/млР (45—
52 кГ/лм').
Группа 11 — магниевые сплавы, которые, как и алюминие-
вые, относятся к легким сплавам с удельным весом 1,769 — 1,84
и обладают склонностью к повышенной коррозии, вследствие
чего имеют ограниченное применение в машиностроении. В ос-
новном их используют в авиационной промышленности. Маг-
ниевые сплавы, обрабатываемые давлением, имеют примеси:
алюминий, цинк, марганец, церий. Общее содержание примесей
344

составляет 3,35 — 10,5%. Яля горячей объемной штамповки
наибольшее применение получили следующие сплавы:
МА2 в прессованном виде, предел прочности 240 и/мм'
(24 кГ/мм') .
МАЗ для горячей объемной штамповки в прессованном и в
литом виде, предел прочности п ри растяжении 260 и/мм'
(26 кГ/мм'); обладает повышенной прочностью и пониженной
пластичностью;
МА5 относится к высокопрочным магниевым сплавам и
обладает высоким пределом прочности и низкой технологиче-
ской пластичностью; для горячей объемной штамповки приме-
няется в прессованном виде, предел прочности при растяжении
350 н/мм2 (35 кГ/мм2)
ВМ65-1 для горячей объемной штамповки в виде обжатых
заготовок в термически обработанном состоянии, предел проч-
ности при растяжении 320 и/мм' (32 кГ/мм2).
Группа Ш вЂ” медь н медные сплавы, получившие широкое
распространение в электротехнической и радиоэлектронной
промышленностИ, приборостроении и других областях машино-
строения для изготовления деталей, которые обладают анти-
фрикционными свойствами, коррозионной стойкостью и высокой
электропроводностью и теплопроводностью.
По механическим свойствам медь и медные сплавы под-
разделяют на три подгруппы.
Подгруппа 1П, а — медь с удельным весом 8,94 и пределом
прочности п ри растяжении в отожженном состоянии 220—
240 н/мм2 (22 — 24 кГ/мм') и в неотожженном состоянии
450 н/мм' (45 кГ/мм2). Hp химическому составу медь подраз-
деляют на пять марок. Медь имеет примеси: висмут, сурьму,
мышьяк, железо, никель, свинец, олово, серу цинк и др. Общее
содержание примесей не превышает 0,05 — 1,00 Медь обла-
дает хорошей пластичностью; детали из нее изготовляют
объемной штамповкой в холодном и горячем состояниях.
Подгруппа Ш, б — бронзы, т. е. сплавы меди с алюминием,
марганцем, кремнием, бериллием и другими элементами, кроме
цинка; общее содержание примесей составляет 4 — 22 О/О.
Бронзы, обрабатываемые давлением, имеют удельный вес
7,5 — 8,6 и предел прочности п ри растяжении: в мягком состоя-
нии 300 — 600 и/мм' (30 — 60 кГ/мм2) и в твердом состоянии до
1000 н/мм' (100 кГ/мм'). В зависимости от химического состава
бронзы, обрабатываемые давлением, подразделяют более чем на
десять марок. При объемной горячей штамповке наибольшее при-
менение находит бронза Бр.А~К9-4.
Подгруппа III,в — латуни, т. е. сплавы меди с цинком.
Латуни, обрабатываемые давлением, содержат 57 — 97О/о Си, их
удельный вес 8,4 — 8,85. Предел прочности при растяжении мяг-
ких латуней составляет 240 — 420 н/мм' (24 — 42 кГ)/мм2) и
твердых 400 — 700 и/мм' (40 — 70 кГ/мм'). Латуни, обрабатывае-
345

мые давлением, подразделяют более чем на восемь марок. Для
горячей объемной штамповки широко применяют латуни Л62
и Л68.
Группа IV — титан и титановые сплавы; обладают наиболь-
шей удельной прочностью, высокой антикоррозионной стойко-
стью, жаропрочностью. Находят применение B авиастроении,
химическом и транспортном машиностроении. Титан и титано-
вые сплавы имеют удельный вес 4,43 — 4,6. Технический титан
ВГ1 имеет предел прочности при растяжении 550 — 700 и/мм'
(55 — 70 кГ/мм'), а сплавы на основе титана 700 — 1150 и/мм'
(70 — 115 кГ/мм'). Для горячей объемной штамповки в основ-
ном применяют сплавы титана с алюминием и другими леги-
рующими элементами. В сплаве содержится 2 — 6,8о/о А1 и
2,5 — 4,5% остальных легирующих элементов (хром, молибден,
ванадий, марганец и др.), кроме алюминия. Исходные заго-
товки из этого сплава бывают литыми и коваными.
ф 86. СОСТАВЛЕНИЕ ЧЕРТЕЖА ПОКОВКИ
Чертеж поковки из цветных сплавов составляется по тем
же правилам, что и чертеж поковки из стали (см. гл. V), за
исключением некоторых размерных величин, присущих поков-
кам из цветных сплавов.
Припуски на механическую обработку (табл. 66) поковок из
цветных сплавов (так же, как и припуски для стальных поко-
вок) определяют в зависимости от требований, предъявляемых
к чистоте поверхности и точности изготовления.
Таблица H
Припуски в мм на механическую обработку
(по Л. А. Никольскому и Е. М. Эйфиру)
Алюминиевые, магниевые и медные
сплавы
Титановые сплавы
Наибольший
габаритный
размер
ПОКОВКИ В ММ
Чистота обработки поверхности детали
v8 чЗ
Припуск на сторону
v6
v8
1,25
1,5 — 2,25
2,5 — 3,0
3,5 — 4,0
1,75
2,0 — 2,75
3,0 — 3,5
3,75 — 5,0
До 100
100 †5
500 †10
1000 †20
1,25
1,5 — 2,5
3,0 — 3,5
4,0 — 5,0
1,75
2,0 — 3,0
3,25 — 4,0
4,5 — 5,5
2,0
2,25 — 3,0
3,25 — 3,5
4,0 — 5,5
2,0
2,25 — 3,25
3,5 — 4,25
4,75 — 6,0
Допуски. Точность изготовления поковок из цветных сплавов
так же, как и стальных поковок, определяют величиной откло-
нений OT номинальных размеров. Бывают отклонения на вер-
тикальные размеры — допуск В и горизонтальные размеры—
346

допуск Г. Кроме того, поковки из цветных сплавов имеют
допуск на коробление, которое может произойти в результате
механических воздействий на поковку или температурных
влияний при ее неравномерном охлаждении:
Вертикальные и горизонтальные допуски для поковок из
цветных сплавов принимают на 25% меньшими по сравнению с
допусками для поковок из стали. Величина допуска на короб-
ление в вертикальном и горизонтальном направлениях состав-
ляет 0,2 — 0,4% наибольшего габаритного размера поковки и
может быть найдена из равенства
> = "
100
где l„— наибольший габаритный размер поковки в мм;
К = 0,2 †: 0,4.
Чем больше величина l„, тем меньше величина К. Например,
при длине 1„= 200 мм К = 0,4, а при l„= 500 мм К = 0,2.
Рис. 317. Конструктивные элементы поковок:
а — с открытым и б — с закрытым полотнами
Подставляя эти численные значения в формулу, получим вели-
чину допуска: 0,8 мм в первом случае и 5 мм во втором.
Напуски. При изготовлении стальных поковок напуски часто
остаются и не удаляются механической обработкой. Однако
при изготовлении поковок из цветных сплавов для снижения ве-
347

Таблица 67
Штамповочные уклоны (см. рис. 317 и 319) в градусах
Алюминиевые и магниевые сплавы
Титановые и медные сплавы
Отношение
Ь
Ь
Внутренние
уклоны
Наружные
уклоны
а
Наружные
уклоны
Внутренние
уклоны
До 2,0
2,0 — 4,0
4,0 — 6,0
Более 6,0
5
7
10
12
5
5
7
10
7
10
12
15
7
7
10
12
Штамповочные уклоны для поковок, приведенных на
рис. 318, принимаются равными а1 = а (см. рис. 317). С при-
менением механизмов для принудительного выталкивания
поковки из полости ручья штампа штамповочные уклоны при-
348
са деталей напуски, как правило, удаляют механической
обработкой.
Напуски бывают в виде уклонов, закруглений и утолщений
отдельных элементов поковки.
Штамповочные уклоны. Как и при штамповке стальных по-
ковок, штамповочные уклоны для поковок из цветных сплавов
бывают наружные и внутренние.
Величина штамповочных уклонов для поковок из цветных
сплавов зависит от их конфигурации и размеров, от материала,
из которого они изготовлены, и от наличия механизма для при-
нудительного выталкивания поковки из полости ручья штампа.
Влияние конфигурации и размеров
©~ элементов поковки на величину штампо-
вочных уклонов характеризуется соотно-
Я шением высоты выступающей части по-
ковки от поверхности полотна Ь(рис.317)
к толщине выступающей части 6 или ве-
личиной 2R. При сплошных сечениях эле-
мента поковки (рис. 318) величина h~ бе-
рется от линии разъема штампа, а вели-
чина 6~ по всей толщине выступающей
части. В зависимости от величины отно-
1 ), h~
шения — или — наружные и внут-
Рис. 318. Конструктивные
b bi
элементы поковок в слу- ренине уклоны могут быть разными. При
чае отсутствия полотна значительной высоте ребра или высту-
пающей части поковки внутренние укло-
ны принимают больше наружных в сред-
нем на 30%.
B табл. 67 приведены величины штамповочных уклонов для
поковок (без принудительного выталкивания) из различных
цветных сплавов (см. рис. 317 и 319).

нимают значительно меньшими. Для всех цветных сплавов они
в зависимости от соотношения — составляют: наружные 1 — 3
h
о
b
и внутренние 1,5 — 5'.
Радиусы закруглений для поковок из цветных сплавов ана-
логичны радиусам для стальных поковок. Поковки из цветных
сплавов имеют разные наружные радиусы: на вершинах ре-
бер Я (см. рис. 317 и 319), на вершинах выступающих частей Rt
(см. рис. 318) и радиусы, сопряженные с уклонами на гранях
полотна, Я2 (см. рис. 317 и 319). Внутренние радиусы r обычно
бывают на переходах между ребрами или другими выступаю-
щими частями и полотном или основанием поковки.
Я С
Рис. 319. Конструктивные элементы поковок при наличии углов
наклона полотна
Величины радиусов зависят от размеров элементов поковок,
сопрягаемых с закруглениями. Обычно наружные радиусы
b
Я = — (рис. 319). Радиусы R~ принимают в зависимости от
2
высоты выступающей части поковки h&gt
при h, до 10 мм R,=1,5 —:3,0 мм;
при h,=10 —: — 40 мм R,=2,0 —:4,0 мм;
при h,=40 —:100 мм R,=З,Π—:6,0 мм.
Наружные радиусы Rg = 1,2Ri. Внутренние радиусы r no
условиям течения сплава B процессе деформирования значи-
тельно больше наружных:
r =R(2 —: 2,5).
Толщина полотна.. Поковки из цветных сплавов характери-
зуются наличием более тонкого полотна по сравнению с полот-
ном у поковок из стали. При составлении чертежа поковки
следует стремиться к получению минимальной толщины полот-
на, которая зависит от сопротивления деформированию сплава,
скорости и температуры деформирования, а также от степени
окисления поверхности полотна.
349

В зависимости от конфигурации поковки полотно бывает
открытым (см. рис. 317,a) и закрытым (см. рис. 317,6). Тол-
щина закрытого полотна на 10 — 15% больше открытого полот-
на, однако эту разницу, как правило, не принимают во
внимание.
Толщина полотна с достаточной степенью точности может
быть определена по эмпирической формуле
S=gPF мм,
где A' — Kкoо3эф~ф~HиDцHиeеHнT т, равный 0,02 — 0 03;
F — площадь проекции детали на плоскость разъема в мм2.
Чем больше величина F, тем меньше коэффиицент I(. На-
пример, при F ) 200000 мм' коэффиицент К принимают рав-
ным 0,02.
Углы наклона полотна у (см. рис. 319) предусматривают для
облегчения течения металла поковок в закрытых сечениях,
имеющих большое расстояние между ребрами полотна. Вели-
чина угла у зависит от высоты ребер, расстояния между ними и
принимается равной 1,5 — 2'.
Ребра н другие выступающие элементы поковки. Высота ре-
бер и других выступающих элементов h и h) задается при кон-
струировании детали и указывается B технологическом чертеже.
Толщина ребер b зависит от их высоты, расстояния между
ними и может быть определена из равенства
b =/й,
где Й вЂ” коэффициент, принимаемый по табл. 68.
Высота ребер
Ьвмм
До 40
Более 160
До 80 До 160
Коэффициент Й
До 10
40
100
0,4
0,3
О, 15'
0,35
0,25
0,12
0,3
0,2
0,12
0,35
0,2
Толщина выступающей части b& t; ( м. р с. 3 8) обуслов
вается технологическим чертежом.
Определение размеров исходной заготовки. Методика опре-
деления размеров исходной заготовки из цветных сплавов
имеет специфические особенности. Изготовление поковок из
цветных сплавов из-за узкого температурного интервала дефор-
мации осуществляется в одноручьевом штампе, что исключает
наличие клещевины, характерной для отдельных поковок, изго-
350
Таблица б8
Значение коэффициента k' в зависимости от высоты ребер и расстояния l
между ними (см. рис. 319)

товляемых из стали в многоручьевых штампах. При расчете
размеров заготовок из цветных сплавов не учитывается
окалина, как это бывает при расчете стальных заготовок. Фор-
ма исходной заготовки из цветных сплавов по сравнению с
таковой из обычного проката больше приближается к форме
поковки, так как исходную заготовку под штамповку получают
свободной ковкой на молотах, что позволяет придать ей нуж-
ную конфигурацию.
Размеры заготовки определяют из условия равенства
объемов
V„,=V„+V„
где V„, — объем заготовки;
V„ — объем поковки;
V, — объем облоя.
Максимальный размер сечения заготовки определяют по
максимальному сечению поковки с учетом облоя. При изготов-
лении поковок осадкой в торец 1„, (3D при ровных торцах и
i ( 2,5D при скошенных торцах (D — диаметр заготовки).
ф 81. РЕЗКА ЗАГОТОВОК
Чтобы избежать образования микротрещин на торцах, заго-
товки из легких сплавов режут на дисковых пилах, ножовках и
токарных станках. При крупносерийном и массовом производ-
ствах для резки применяют специальные фрезерно-отрезные
станки-автоматы.
Заготовки из титановых сплавов можно резать на криво-
шипных ножницах или прессах с подогревом их до 700' С.
Производительность резки и потребное усилие определяют так
же, как и при резке стальных заготовок.
ф 88. НАГРЕВ ЗАГОТОВОК
Режимы и продолжительность нагрева при объемной штам-
повке различных цветных сплавов приведены выше.
Общая продолжительность нагрева заготовок (включая
выдержки) зависит от размера сечения заготовки и может быть
определена по приближенной формуле
Т=Ст мин,
где D — диаметр или толщина заготовки в мм;
т — удельное время в мин)мм, величина которого может
быть принята по табл. 69.
Нагревательное оборудование. Заготовки из цветных сплавов
(кроме титановых) обычно нагревают в электрических печах
камерного и карусельного типов с элементами сопротивления.
Заготовки из титановых сплавов нагревают в электрических и
351

Таблица 69
Удельное время нагрева в маа/мм для цветных сплавов
пламенных печах, а также в индукционных нагревателях. Для
нагрева круглых заготовок, имеющих небольшую разницу
толщин сечений, следует применять индукционные нагреватели.
Для нагрева заготовок других профилей, а также для круглых
профилей при мелкосерийном производстве следует применять
электрические печи камерного типа. В тех случаях, когда нет
возможности применить электрические печи, нагрев производят
в пламенных печах.
Размеры пода нагревательной печи определяют в зависимо-
сти от принятой часовой производительности штамповочной
машины по формуле
м',
Раода
<~~
где П вЂ” часовая производительность штамповочной машины
в кг;
д„,да — НаПРЯжЕННОСтЬ ПОДа ПЕЧИ ИЛИ ЧаСОВОй СЪЕМ НаГРЕВаЕ-
мых заготовок с 1 м2 площади пода печи в кг/м'.
Магние-
вый
Сплав........... Алюми-
ниевый
Медный
Титано-
вый
Съем наг реваемых заготовок
с 1 м~ площади пода
в кг/м2......... 93 — 145
52 — 85 215 — 290 150 — 200
После определения размера пода печи по соответствующим
каталогам выбирают тип печи. Производительность индукцион-
ных нагревателей для нагрева заготовок из цветных сплавов
определяют так же, как для нагрева стальных заготовок
(см. гл. IV).
ф 89. ОБЬЕМНАЯ ШТАМПОВНА
Поковки из алюминиевых сплавов объемной штамповкой
можно изготовлять на штамповочных молотах, ГКМ и прессах
с гидравлическим и механическим приводом. Однако предпо-
352

чтительнее для штамповки применять прессы. При изготовлении
поковок следует выбирать такую схему деформации, при кото-
рой образование формы поковки происходит за счет выдавли-
вания, а не осадки.
Штамповку, как правило, производят в одноручьевом
штампе. В случае, когда конфигурация поковки требует приме-
нения многоручьевой штамповки, последняя может быть осу-
ществлена следующим образом. Вначале производят предвари-
тельную подготовку заготовки свободной ковкой, затем набор
металла в утолщенном месте высадкой на Г1~М и утонение
стержня выдавливанием на прессе. Если перечисленное не при-
водит к желаемому результату, штамповку производят в много-
ручьевом штампе. При этом после каждого штамповочного
перехода обрезают облой и подогревают полуфабрикат до сооТ-
ветствующей температуры.
Перед началом и в процессе штамповки штамп должен быть
нагрет до температуры 200 — 350' С, что достигается с помощью
специального индукционного нагревателя.
Для предотвращения образования крупнозернистой структу-
ры степень деформации алюминиевых сплавов при изготовлении
поковок должна быть не ниже 12 — 15'/о за каждый ход пресса
или молота. Температурный интервал штамповки зависит от пла-
стических свойств сплава.
Для сплавов подгруппы I, а температурный интервал штам-
повки должен быть следующим: начало при 500'С и конец при
300'С. Эти сплавы можно штамповать на прессах и молотах;
. допустимая степень деформации 80 — 90'/о.
Для сплавов подгруппы I, б температурный интервал штам-
повки следующий: начало при 450 — 500'С и конец при 350'С.
Допустимая степень деформации этих и подобных им легирую-
щих сплавов зависит от скорости деформации. При больших
скоростях обработки допустимая степень деформации снижает-
ся примерно в 2 раза, а сопротивление деформации возрастает
в 1,5 — 3 раза.
Допустимая степень деформации при штамповке на прес-
сах 50 — 80'/о, а на молотах 40 — 65  Следовательно, поков-
ки из указанных сплавов целесообразнее изготовлять на
прессах.
Для сплавов подгруппы I, в рекомендуется выдерживать
следующий температурный интервал штамповки: начало при
430 — 450'С и конец при 350'С. Допустимая степень дефор-
мации таких сплавов на прессах 50 — 80 о/о и на молотах
40 — 60 о/о °
Поковки из магниевых сплавов можно изготовлять на штам-
повочных молотах и прессах. Исходным материалом для
штамповки является заготовка в прессованном, обжатом или
литом состоянии. Принципиальная схема формообразования
поковок из магниевых сплавов аналогична таковой для формо-
23 заказ 40~ 353

образования поковок из алюминиевых сплавов. Рассмотрим
особенности изготовления поковок из различных магниевых
сплавов.
Сплав МА2 очень чувствителен к изменению скорости
деформации. При изготовлении поковок на молоте допустимая
степень деформации составляет примерно 30'/о, а на прессе—
до 80'/о. При этом температурный интервал при штамповке
различный: на молоте 425 — 350'С и на прессе 450 — 350'С. Для
предупреждения образования крупнозернистой структуры сте-
пень деформации за один ход пресса молота должна быть
более 15 .
Сплав МАЗ, так же как сплав МА2, можно деформировать
на прессах и молотах. При изготовлении поковок на прессе
допустимая степень деформации составляет 40 — 60'/о при тем-
пературах 380 — 350'С, а при изготовлении на молоте степень
деформации за один ход допускается равной 20 — 30'/О при
температурах 375 — 325' С.
Сплав МА5 рекомендуется деформировать на штамповоч-
ных прессах. При изготовлении поковок допустимая степень
деформации 20 — 25О/о при температурах 380 — 320' C.
Сплав ВМ65-1 деформируют на штамповочных прессах и
молотах. При штамповке допускается следующая степень де-
формации: до 90'/о на прессах при 360 — 280'С и 30 — 40'/о на
молоте при 410 — 320' С.
Поковки из меди и медных сплавов. Медь можно деформи-
ровать на штамповочных прессах и молотах. Наибольшей
пластичностью при объемной штамповке медь обладает при
температурах 950 — 800'С. При более высокой начальной и бо-
лее низкой конечной температурах штамповки медь становится
хрупкой. При объемной штамповке за каждый ход штампо-
вочной машины степень деформации меди может составлять
более 15 О/о.
Бронзу Бр.А~К9-4 в горячем состоянии можно деформиро-
вать на прессах н молотах. Указанная бронза обладает наи-
большей пластичностью при температуре штамповки 850' С.
Оптимальный температурный интервал штамповки 900—
800' С.
Латунь, как и бронзу, можно деформировать на различном
штамповочном оборудовании. Температурный интервал штам-
повки латуни 850 — 650 С, допустимая степень деформации при
объемной штамповке — 35'/р.
Поковки из титановых сплавов могут быть изготовлены на
различном штамповочном оборудовании. В зависимости от
химического состава сплава температурный интервал объемной
штамповки находится в пределах 1050 — 800'С. При небольших
скоростях деформирования сплав обладает наименьшим сопро-
тивлением деформированию. Допустимая степень деформации
при штамповке на прессах 60'/о, а на молотах 45'/о.
354

ф 90. ОБРЕЗНА ПОНОВОК
Поковки, изготовленные из цветных сплавов методом
объемной штамповки, обрезают разными способами. При
массовом, крупносерийном и серийном производствах поковки
обрезают на обрезных прессах в штампах.
При мелкосерийном и единичном производствах поковки
обрезают на ленточных пилах. На обрезных прессах поковки
можно обрезать в горячем и холодном состояниях. Поковки из
алюминиевых и медных сплавов обрезают в холодном состоя-
нии. Поковки из магниевых сплавов МА2 и ВМ65-1 обрезают ь
горячем состоянии при температуре не ниже 220'С, а из сплавов
МА3 и МА5 при температурах 220 — 300' C.
Поковки из титановых сплавов обрезают в холодном и в
горячем состояниях. Поковки небольших размеров из сплава
ВТ1 можно обрезать в холодном состоянии. Поковки из других
марок титановых сплавов обрезают в горячем состоянии после
штамповки при температуре не ниже 650' С.
При обрезке поковок режущим пуансоном конструкция
штампа аналогична конструкции обрезного инструмента, при-
меняемого при обрезке стальных поковок. Зазор между матри-
цей и пуансоном Ь = О,lh (h — толщина аблая).
Усилие обрезного пресса определяют по формуле для уси-
лия обрезного инструмента при обрезке стальных поковок, но
при этом а,„должен соответствовать сопротивлению сдвига
данного сплава при температуре обрезки.
ф 91. ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА ПОКОВОК
Поковки из цветных сплавов подвергают соответствующей
термической обработке.
Поковки из термически упрочняемых алюминиевых сплавов
подвергают закалке и отпуску (старению). Закалку производят
в электрических печах. В зависимости от состава сплава тем-
пература нагрева под закалку составляет 475 †5' С с допу-
стимым отклонением +.5' С. Для обеспечения такого режима
нагрева необходимо, чтобы температура среды, в которой про-
изводят нагрев поковок, была выше требуемой температуры их.
закалки на 5' С.
Продолжительность нагрева в мин может быть определена
из равенства
Т=0т,
где D — диаметр или толщина поковки в мм;
т — удельное время нагрева в мин)мм.
Величина удельного времени принимается из опытных дан-
ных и должна составлять 2 — 8 мин на 1 мм диаметра или тол-
ЩИНЫ ПОКОВКИ.
23* 355

Например, для поковок толщиной до 5 мм т = 8 мин, а для
поковок толщиной 80 мм г = 2 мин. В зависимости от техниче-
ских требований, для получения заданных прочностных свойств
поковки из алюминиевых сплавов после закалки подвергают от-
пуску (старению). Отпуск производят в электропечах при темпе-
ратуре 120 — 185'С с выдержкой 12 — 24 ч и с последующим
охлаждением на воздухе.
Поковки из магниевых сплавов. В зависимости от состава
сплава и технических требований поковки подвергают отжигу
или закалке с последующим отпуском (старением). Отжиг
производят в электропечах при температуре 280 — 400' С с
выдержкой 2 — 8 ч. После отжига поковки охлаждают на
воздухе.
Закалку производят при температуре 410 — 420'С с выдерж-
кой в течение 4 ч и последующим охлаждением поковок в го-
рячей воде. После закалки производят отпуск или старение при
температуре 170 — 180'С с выдержкой 16 — 24 ч и с последую-
щим охлаждением на воздухе.
Медные сплавы. Поковки из этих сплавов подвергают отжи-
гу, закалке и отпуску. Отжиг производят для снятия остаточных
напряжений и получения однородной структуры. Закалке и
отпуску подвергают поковки, изготовленные из бронз.
Режимы термической обработки поковок из медных сплавов
зависят от состава сплава, конфигурации поковки и техниче-
ских требований, предъявляемых к ним. Обычно режимы
термической обработки поковок из медных сплавов устанавли-
вают опытным путем. Режимы термической обработки поковок
из медных сплавов приведены в табл. 70.
Таблица 70
Режимы термической обработки поковок as медных сплавов
После отжига поковки подвергают охлаждению: из лату-
ни — на воздухе, из бронзы — вместе с печью. Закалку поковок
из бронзы производят в воде.
Титаиовые сплавы. Поковки из этих сплавов подвергают от-
жигу, гомогенизации (диффузионному отжигу) и вакуумному
356

отжигу. В зависимости от состава сплава, конфигурации поков-
ки и технических требований отжиг производят при температу-
рах 680 †8' С с отклонением ~-(10 — 25)'С.
Время выдержки зависит от размеров поковки: чем больше
толщина поковки, тем меньше удельное время выдержки. При-
мерное время выдержки составляет 0,6 — 2,5 мм на 1 мм диа-
метра или толщины поковки. Например, при толщине поковки
до 25 мм удельное время принимают равным 2,5 мин/мм, а при
голщине более 200 мм равным 0,6 мин~ма.
Поковки из титанового сплава ВТЗ-1 подвергают гомогени-
зации при температуре 870' С с отклонением + 10'Ñ, затем
охлаждению с печью до 650' С и выдержке при этой температу-
ре не менее 1 ч с последующим охлаждением на воздухе.
Диффузионному отжигу подвергают крупные фасонные по-
ковки для уменьшения химической неоднородности и возмож-
ности образования флокенов.
Поковки из титановых сплавов, имеющие повышенное
содержание водорода, подвергают вакуумному отжигу для сни-
жения этого содержания и повышения пластичности. В зависи-
мости от состава сплава вакуумный отжиг производят при
температурах 700 — 780' С. Продолжительность выдержки со-
ставляет 1 — 2 ч. Поковки охлаждают вместе с печью до 200;С.
Вакуумный отжиг поковок производят в специальных печах,
в которых можно поддерживать вакуум не ниже 5 10-' мм
рт. ст.
ф 92. ОЧИСТКА ПОКОВОК ОТ ОКАЛИНЫ
Поковки из цветных сплавов, как правило, подвергают
хймическому травлению. Очистку поковок из титановых спла-
вов можно производить химическим травлением и механиче-
ским способом. Технологический процесс химического травле-
ния протекает по следующей схеме: обезжиривание, травление,
промывка.
В зависимости от химического состава сплава травление
чаще всего производят в серной или азотной кислотах. Яля
этой цели применяют специальные ванны, расположенные
последовательно в соответствии с технологическим процессом.
Механическую очистку поковок из титановых сплавов осущест-
вляют различными способами. Крупные поковки при мелко-
серийном производстве подвергают пескоструйной обработке,
при крупносерийном производстве дробеструйной обработке в
специальных камерах. Мелкие и средние поковки подвергают
обработке в галтовочном барабане.

Глава XVll
ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ САНИТАРИЯ,
ПРОТИВОПОЖАРНАЯ ПРОФИЛАКТИКА
И ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ
ф 93. МЕРОПРИЯТИЯ ПО ОГРАНИЧЕНИЮ ШУМА И ВИБРАЦИИ
цехах бывает шум тональный и импульсный. Тональным
считается шум, '/3 октавного спектра которого имеет пики
с уровнями, превышающими на 10 дб и более уровни в сосед-
ких пОлосзх.
Импульсным считается шум, который воспринимается как
удары, часто следующие друг за другом; например шум,
создаваемый паровым молотом. Уровни звукового давления
импульсного шума определяют стандартным шумомером.
Источником тонального шума являются машинные генера-
торы токов повышенной частоты для питания индукционных
нагревательных установок. Чтобы предупредить вредное
влияние тонального шума, станции машинных генераторов
должны быть размещены в обособленных помещениях.
Источником импульсного шума и вибраций являются
главным образом штамповочные молоты. Вибрации оказывают
отрицательное воздействие на работу близко расположенных
цехов, например литейных, инструментальных и других, имею-
щих наиболее чувствительное оборудование и приборы. Для
предупреждения вредного влияния импульсной вибрации и
шума штамповочные молоты с массой падающих частей более
400 кг следует устанавливать на специальных фундаментах с
амортизаторами. Кузнечные цехи, имеющие указанные молоты,
необходимо размещать как можно дальше от других производ-
ственных помещений завода.
ф 94. МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ
Во всех проектируемых зданиях кузнечных цехов должны
быть предусмотрены допускаемые метеорологические условия
воздушной среды, обеспечивающие гигиенические показатели
358

температуры, влажности и скорости движения воздуха в рабо-
чей зоне и на постоянных рабочих местах.
Рабочей зоной считается пространство высотой до 2 м над
уровнем пола или площадки, на которых находятся рабочие
места.
Постоянным рабочим местом считается место, на котором
работающий находится большую часть своего рабочего време-
ни. Если обслуживание процессов происходит в различных
пунктах рабочей зоны, то рабочим местом считается вся
рабочая зона.
В кузнечных цехах допускаемые метеорологические условия
создаются естественной аэрацией и дополнительной искусствен-
ной вентиляцией, если это необходимо. Искусственную венти-
ляцию производственных помещений применяют при наличии
избыточного количества теплоты и задымленности рабочей
зоны, которые не могут быть устранены естественной аэра-
цией.
Избыточной является теплота, воздействующая на измене-
ние температуры воздуха в помещениях.
Избыточной теплотой (от оборудования, нагретых материа-
лов, инсоляции и людей) следует считать остаточные тепловы-
деления (за вычетом теплопотерь), оставшиеся после проведе-
ния всех технологических и строительных мероприятий по их
уменьшению, а именно после теплоизоляции оборудования,
нагревательных установок и трубопроводов, герметизации обо-
рудования и устройства местных отсосов, связанных с техноло-
гическим оборудованием и т. д. Незначительным считается
наличие теплоты в количестве не более 23 дж/(м' сек)
[20 ккал/(м' ч) ].
Температура, относительная влажность и скорость движе-
ния воздуха зависят от категории работ, выполняемых в цехе.
Все работы, выполняемые в цехе, подразделяют на три
категории.
К первой категории относятся легкие работы [затраты энер-
гии до 75 дж/сек (150 ккал/ч)]; их производят сидя, стоя или
при ходьбе. Они не требуют систематического физического на-
пряжения или поднятия и переноски тяжестей. Эта категория
работ характерна для цехов холодной высадки, холодной
объемной штамповки и холодной листовой штамповки, имею-
щих прессы усилием до 4 Мн (400 Т).
Ко второй категории относятся работы средней тяжести
[затраты энергии более 175 и до 290 дж/сек (150 и до
250 ккал/ч)), связанные с постоянной ходьбой, переноской
небольших тяжестей (до 10 кг) и выполняемые стоя. Эта кате-
гория работ характерна для цехов холодной листовой штампов-
ки, имеющих прессы усилием более 4 Мн (400 Т), кузнечных
цехов для штамповки деталей при низкой температуре (при
нагреве заготовок под штамповку до точки структурных пре-
359

вращений), кузнечных цехов для горячей объемной штамповки,
имеющих штамповочные прессы усилием до 20 Мн (2000 Т).
К третьей категории относятся тяжелые работы [затраты
энергии более 290 дж/сек (250 ккал/ч)], связанные с система-
тическим физическим напряжением, а также с постоянными
передвижениями и переноской значительных тяжестей (свыше
10 кг). К этой категории относится большинство работ в цехах
свободной ковки, горячей объемной штамповки, имеющих
молоты и штамповочные прессы усилием более 20 Мн (2000 T);
горячей листовой штамповки, имеющих прессы усилием более
4Мн (400 Т).
Производственные помещения подразделяют исходя из кате-
гории работ, которые выполняют 500/0 и более работающих в
данном помещении.
Температура, влажность и скорость движения воздуха в
производственных помещениях в зависимости от категории
работ и наличия избыточной явной теплоты допускаются в
следующих пределах. В холодный период года для легких работ
температура должна быть 18 — 21'С, для работ средней тяжести
16 — 18' С и для тяжелых работ 14 — 16' С. В теплый период
года для всех категорий работ температура воздуха может быть
выше на 250/0. Относительная влажность воздуха для всех ка-
тегорий работ составляет 60 — 400/0. Скорость движения воздуха
составляет 0,2 — 0,3 ы/сек.
В нерабочее время в отапливаемых производственных
помещениях температура в холодный и переходный перио-
ды года должна быть не ниже +5' С для всех категорий
работ.
Если средняя температура наружного воздуха в 13 ч дня
самого жаркого месяца превышает 25'С, то температура воз-
духа на постоянных рабочих местах, указанная выше для теп-
лого периода года, может быть повышена до указанных ниже
пределов при условии сохранения значений приведенной выше
относительной влажности.
1. В местностях со средней температурой наружного воз-
духа в 13 ч для самого жаркого месяца свыше 25 до 28'С:
на 3'С, но не выше 31'С в помещениях с незначительной
избыточной явной теплотой;
на 5'С, но не свыше 33'С в помещениях со значительной
избыточной явной теплотой;
на 2'С, но не свыше 30'С в помещениях, в которых по
условиям технологии производства требуется искусственное
регулирование температуры или одновременно температуры и
относительной влажности воздуха;
2. В местностях со средней температурой наружного воз-
духа в 13 ч дня самого жаркого месяца свыше 28'С;
на 5'С, но не свыше 33'С в помещениях с незначительной
избыточной явной теплотой;
ЗбО

на 7'С, но не свыше 35'С в помещениях со значительным
избыточным явным теплом;
на 4'С, Но не свыше 32'С в помещениях, в которых по усло-
виям технологии производства требуется искусственное регули-
рование температуры или одновременно температуры и относи-
тельной влажности воздуха.
При постоянном пребывании работающих в помещениях,
воздух которых содержит лучистую теплоту, необходимо преду-
сматривать специальные мероприятия: водовоздушное душиро-
вание, высокодисперсное распыление воды на облучаемые по-
верхности, холодное экранирование и помещения для отдыха.
Воздушное душирование необходимо применять при воздей-
ствии лучистой теплоты интенсивностью теплового облучения
350 дж((м'сех) [300 ккал/(м'ч) и более].
Температура поверхностей печей и оборудования на рабо-
чих местах должна быть ниже 60'С. Если по техническим при-
чинам нельзя достигнуть указанной температуры, а также для
защиты от теплового излучения нагретого металла, должны
быть предусмотрены экранирование и другие средства защиты
работающих от воздействия излучения.
В производственных зданиях должны быть предусмотрены
устройства и технические средства, исключающие возможность
появления в воздухе рабочей зоны газов, паров и пыли.
Меры по борьбе с вредными газами и задымленностью воз-
духа. Нагревательные печи, раскаленный металл и жировая
смазка горячих штампов являются источниками загрязнения
воздуха дымом, копотью и вредными газами.
В кузнечных цехах борьбе с газами уделяют большое вни-
мание и принимают меры, исключающие их появление в цехах.
Кроме того, проводятся соответствующие мероприятия при
строительстве новых цехов. K ним относятся устройства вы-
тяжных и улавливающих систем и вентиляции всех видов.
Вытяжные устройства служат для отвода продуктов горе-
ния непосредственно от печей через систему боровов и дымо-
вые трубы в атмосферу воздуха. Применение такой системы
целесообразно при использовании крупных нагревательных и
термических печей, цикл работы которых при установившихся
режимах относительно продолжителен. При наличии большого
количества мелких печей установка такой вытяжки нецелесооб-
разна из-за малого температурного перепада, протяженности и
разветвленности дымоходов к большому количеству печей.
В таких случаях следует применять у печей зонты с отводными
трубами, связанными с коллектором, который предназначен
для сбора дымовых газов и вывода их в атмосферу.
Кривошипные ковочно-штамповочные прессы должны быть
снабжены местными устройствами для отвода дымовых газов,
образуемых в зоне расположения штампов. Дымовые газы
следует отводить в коллектор, расположенный в туннеле.
364

ф 95. ОСВЕЩЕНИЕ
В кузнечных и в штамповочных цехах, как и в других
промышленных помещениях, бывает естественное и искусствен-
ное освещение.
Естественное освещение (СНиП и П-А-8-62)* в кузнечных
и штамповочных цехах бывает трех видов:
боковое через остекление наружных стен;
верхнее через свето-аэрационные фонари, а также проемы
перепадов высот смежных пролетов здания;
комбинированное — сочетание верхнего и бокового осве-
щений.
Рис. 320. Схема естественной освещенности внутри цеха
Естественное освещение какой-либо точки в цехе характе-
ризуется коэффициентом естественной освещенности (сокра-
щенно к. е. о.).
Наименьшая расчетная наружная освещенность, создавае-
мая естественным светом в цехе, составляет 5000 лк.
Коэффициент естественной освещенности l~ в какой-либо
точке М внутри цеха, освещаемой светом видимого через проем
участка небосвода ab (рис. 320), представляет собой отношение
освещенности Е, в этой точке к одновременной освещенности
Е„наружной горизонтальной плоскости, освещаемой равно-
мерно рассеянным (диффузным) светом всего небосвода АВС:
1„= ' 100%.
Освещение цеха естественным светом характеризуется к. е. о.
ряда точек, расположенных в пересечении вертикальной
плоскости разреза по продольной оси пролета и горизонтальной
плоскости производственного отделения цеха.
В кузнечных и штамповочных цехах обычно применяют
комбинированное освещение, которое нормируют средним значе-
нием к. е. о. (l,„) в пределах рабочей зоны:
— +4+4+ +—
~1 lg
и — 1
* Строительные нормы и правила.

где 1~, 12, lg, ..., 1„— значения к. е. о. в отдельных точках цеха,
находящихся на равных расстояниях друг
от друга;
и — количество точек, в которых определяют
к. е. о. (точек берется не менее 5).
Суммарное значение среднего к. е. о. определяют по фор-
муле
l, 14,+ l„
где l~ — среднее значение к. е. о. от фонарей;
l, — среднее значение к. е. о. от остекленных стен.
При комбинированном освещении в зданиях, расположен-
ных севернее 45' широты и южнее 60' широты (в средней
полосе СССР), коэффициент 1,р в зависимости от характера
производства составляет 60/О для кузнечных цехов горячей
объемной штамповки.
Приведенные значения к. е. о. умножают на коэффициент,
равный 0,75 при расположении зданий южнее 45' северной
широты и равный 1,2 при расположении зданий севернее 60'
северной широты.
Для улучшения условий естественного освещения в кузнеч-
ных цехах необходимо помещения и технологическое оборудо-
вание окрашивать в светлые тона, повышающие освещенность
рабочих мест за счет отраженного света. Кроме того, необходи-
мо регулярно очищать стеновое остекление, световые проемы и
.фонари (не реже четырех раз в год).
Искусственное освещение. Кузнечные цехи работают в две
и три смены и, следовательно, не могут быть полностью обе-
спечены естественньпн освещением.
Даже в дневную смену в зимнее время, а также в пасмур-
ную погоду приходится пользоваться искусственным осве-
щением.
Искусственное освещение в цехе в любую рабочую смену
должно быть таким, чтобы можно было выполнять технологиче-
ские операции и наладку оборудования без производственных
дефектов и травматизма и чтобы исключалось чрезмерное
утомление работающего в результате зрительного напря-
жения.
Искусственное освещение обеспечивается системой общего
освещения или системой комбинированного освещения, т. е.
общего и местного. Применение одного местного освещения
не допускается.
При системе общего освещения светильники могут быть
равномерно размещены в освещаемом помещении или локали-
зованно с учетом расположения рабочих зон.
Искусственное освещение подразделяют на рабочее и
аварийное. Рабочее освещение должно обеспечивать нормаль-
363

ную работу цеха в позднее время суток. К аварийному освеще-
нию прибегают в тех случаях, когда работающим необходимо
выйти из цеха или продолжать работу в нем при внезапном
отключении рабочего освещения.
При искусственном освещении в кузнечных цехах исполь-
зуют люминесцентные и ртутные лампы типа ДРЛ.
В кузнечных цехах с высотой пролетов более 10 м и при
наличии мостовых кранов экономичным является освещение
ртутными лампами типа ДРЛ мощностью 1000 вт. Расстоя-
ние между лампами принимают из расчета 15 вт на 1 м
длины освещаемой площади в направлении расположения
ламп.
Наименьшая освещенность по всему цеху составляет 300 лк.
В зоне установки и наладки штампов кривошипных прессов
освещенность должна быть 400 лк.
При использовании люминесцентных и ртутных ламп с
исправленной цветностью типа ДРЛ необходимо принимать
меры, ослабляющие стробоскопический эффект, при наличии
которого быстро вращающиеся части машин кажутся непод-
вижными. При соприкосновении с такими частями рабочий
может получить травму.
Светильники местного освещения (с любыми лампами) дол-
жны иметь отражатели, сделанные из непросвечивающегося
материала, с защитным углом не менее 30'. Если светильники
расположены не выше уровня глаз работающего, этот угол
должен составлять не менее 10'.
При проектировании осветительных установок в кузнечных
и штамповочных цехах следует вводить коэффициент запаса,
учитывающий снижение освещенности в процессе эксплуатации
установок (загрязнение светильников, старение ламп и т. д.).
Указанный коэффициент для люминесцентных ламп равен 1,8.
Светильники следует чистить не реже 3 раз в месяц.
в 96. ЛРОТИВОЛОЖАРНАЯ ЛРОФИЛАКТИКА
Классификация производств по пожарной опасности (СНиП
II-M.2.62). По пожарной опасности производства подразделяют
на пять категорий: А, Б, В, Г и Д.
Кузнечно-штамповочное производство по пожарной опасно-
сти относится к двум категориям:
à — производство, связанное с обработкой металлов в
горячем состоянии, сопровождающееся выделением лучистой
теплоты, а также связанное с сжиганием жидкого и газообраз-
ного топлив. К цехам с таким производством относятся кузнеч-
ные цехи горячей объемной штамповки и кузнечные цехи
свободной ковки основного и вспомогательного производств.
gl, — производство, связанное с обработкой металлов в
холодном состоянии. К цехам с таким производством относятся
Зб4

цехи холодной листовой штамповки, холодной объемной
штамповки и холодной высадки.
В тех случаях, когда цехи холодной листовой штамповки
сблокированы с цехами сварочного производства, а цехи холод-
ной объемной штамповки и высадки имеют отделения термиче-
ской обработки, их по пожарной опасности следует отнести
к категории Г.
Огнестойкость зданий. Здания по огнестойкости подразделя-
ют на пять степеней: 1 — Ч.
Степень огнестойкости здания характеризуется груп-
пой возгораемости и пределом огнестойкости его элемен-
тов В ч.
Здания, в которых размещены кузнечные цехи, относятся к
1 степени огнестойкости. Для кузнечных цехов группы возго-
раемости и минимальные пределы огнестойкости частей зданий
в ч принимают следующими: 3 —; 3 — для
колонн; 1,5 — для междуэтажных перекрытий; 1,5 — для
покрытий; 1,0 — для перегородок и 4 — для брандмауеров. Пе-
речисленные элементы зданий изготовляют из материалов,
которые относятся к группе несгораемых. Р ним относятся все
естественные и искусственные неорганические минеральные
материалы, а также металлы, применяемые в строительстве.
ф 97. ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ
Оборудование кузнечных цехов с точки зрения травматизма
является одним из наиболее опасных.
При выборе нагревательных печей и их расположении в
штамповочных агрегатах необходимо предусматривать сле-
дующее:
линейную, а не шахматную планировку печей и кузнечных
машин, что обеспечивает наименьшее тепловое облучение
рабочих мест кузнецов;
теплоизоляцию стен печей обмазкой наружных поверхностей
асбестом в смеси с шамотной глиной, пенобетоном, трепалом
и другими материалами;
теплоизоляцию оконных крышек (дверок) печей или их
охлаждение проточной водой, в последнем случае крышки пред-
ставляют собой пустотелые металлические коробки;
защитные устройства у открытых окон и отверстий нагре-
вательных печей для ослабления излучения от раскаленных
внутренних стенок.
При выборе штамповочного оборудования необходимо
учитывать возможность применения средств механизации
и создания автоматических линий, значительно уменьшающих
травматизм. В плане цеха следует предусматривать подходы и
подъезды к агрегатам.
365

Оборудование в штамповочных агрегатах располагают исхо-
дя из непрерывного производства, при этом должна быть
исключена возможность накопления полуфабрикатов и готовой
продукции у рабочих мест. Оборудование, при работе которого
создается шум и образуются вредные вещества, например
галтовочные и дробеструйные барабаны и т. п., следует уста-
навливать изолированно, в отдельном помещении. Проходы в
цехе для рабочих и обслуживающего персонала должны быть
отделены от производственных проездов. В новых цехах реко-
мендуется такие проходы располагать на антресолях.
Для предотвращения травматизма при установке штампов
необходимо использовать оборудование, которое позволит
механизировать и упростить этот процесс.

Глав à XVIII
ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ
КУЗНЕЧНОГО ПРОИЗВОДСТВА
ф 98. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
и аз а отке новых технологических и одессов для
действующего цеха или для проектируемого нового цеха, уста-
навливают размеры денежных затрат, необходимых для их
внедрения, а также выявляют эффективность этих затрат,
которая позволяет судить об экономичности запроектированных
технологических процессов и о степени использования средств
производства.
Для экономической части используют данные директивных
норм и нормативов. В ней должно быть отражено следующее:
определены затраты;
составлена смета производства;
составлена проектная калькуляция;
определен срок окупаемости затрат;
выведены технико-экономические показатели.
ф 99. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗАТРАТ
Затраты на внедрение новых процессов подразделяют на две
основные группы.
K первой группе относят затраты на приобретение и уста-
новку технологического и транспортного оборудования, спе-
циальных сооружений, штампов, приспособлений, инструмента и
инвентаря; ко второй — затраты на строительство дополнитель-
ных площадей.
При определении затрат первой группы составляют сводную
смету по форме 1.
В форму 1 включены затраты на основное, вспомогательное
и подъемно-транспортное оборудование, специальные сооруже-
ния, фундаменты под оборудование, промышленные трубопро-
воды, приспособления, инструмент и производственный инвен-
тарь, приспособления техники безопасности и противопожарной
367

Фор ма 1
Сводная смета по технологической и транспортной частям
Наименование участка, цеха и т. и.
Сметная стоймость тыс. руб.
Составлен в ценах и нормах 19...г.
Сметная стоимость
(в тыс. руб.)
Обоснован ие
принятой
сметной
стоимости
Единица
измерения
Количество
единиц
Затраты
единицы общая
профилактики, производственную тару, хозяйственный инвен-
тарь, заготовительно-складские и транспортные расходы, мон-
таж и демонтаж.
Стоимость технологического и транспортного оборудования
определяют по соответствующим прейскурантам.
В тех случаях, когда конструкция запроектированной маши-
ны является оригинальной и ее стоимость не дана в прей-
скурантах, последнюю следует определять так же, как стои-
мость аналогичных машин, но с увеличением этой стоимости
пропорционально увеличению производительности новой ма-
ШИНЫ.
При расчете стоимости машины оригинальной конструкции
следует учитывать затраты, связанные с конструированием и
испытанием первого образца. Эти затраты обычно составляют
25 — 50  стоимости изготовления самой машины. Чем больше
затраты на изготовление машины в целом, тем меньше процент
указанного выше увеличения стоимости. Затраты, связанные с
конструированием и освоением машины (нового образца),
идут за счет средств, которые отпускают на новую технику и не
учитывают при определении себестоимости единицы готовой
продукции.
Заготовительно-складские и транспортные расходы. Транс-
портные расходы составляют Зо/о стоимости приобретаемого
оборудования. Заготовительно-складские расходы составляют
1,2% общей суммы стоимости оборудования и транспортных
расходов.
Стоимость монтажных работ определяют отдельно по каж-
дому виду оборудования: кузнечно-прессового, подъемно-
транспортного, печного и специального. В расчетах стоимость
монтажа (без. учета стоимости фундаментов} определяют ук-
рупненно по цехам в зависимости от назначения последних и
368

принимают равной 2% общей стоимости указанного обору-
дования.
При реконструкции цеха бывает необходимость в демонтаже
существующего оборудования. Стоимость демонтажа составляет
0,4% стоимости демонтируемого оборудования по прейскуранту
(на момент демонтажа).
Стоимость специальных сооружений. K ним относятся:
нагревательные, термические печи и индукционные нагре-
ватели;
дробеструйные проходные камеры, специальные галтовочные
барабаны, установки для гидравлической очистки нагретых
заготовок от окалины;
фундаменты под оборудование.
Стоимость проектирования печей и индукционных нагрева-
телей определяют по стоимости проектирования аналогичного
оборудования, по фактическим затратам и временным ценникам.
Стоимость пламенных печей обычно рассчитывают исходя из
стоимости 1 м2 площади пода, при этом учитывают затраты на
конструирование печей. При определении стоимости пламен-
ных печей необходимо учитывать стоимость комплекта к ним
пирометрических приборов.
Стоимость индукционных нагревателей определяют исходя
из стоимости 1 квт установленной мощности нагревательной
установки.
Стоимость специального оборудования. Это оборудование
обычно изготовляют заводы для своих нужд.
Стоимость специального (нестандартизированного) оборудо-
вания определяют IIo индивидуальным калькуляциям, факти-
ческим данным заводов или по ранее выполненным утвержден-
HblM проектам.
Стоимость фундаментов под оборудование определяют по
ценникам, исходя из стоимости 1 м' бетона или железобетона.
Стоимость штампов может быть определена по фактическим
затратам заводов на аналогичные детали и по укрупненным
показателям.
Яля кузнечных цехов стоимость штампов целесообразнее
всего определять исходя из стоимости 1 т штампов определен-
ного типа и от среднего веса поковки.
Стоимость малоценного инструмента, производственных при-
способлений, приспособлений, используемых для организации
техники безопасности и противопожарной безопасности, тары и
хозяйственного инвентаря определяют укрупненно по нормати-
вам или фактическим данным заводов.
Эта стоимость с достаточной степенью точности для кузнеч-
ных и штамповочных цехов может быть определена по табл. 71.
Стоимость строительных сооружений цеха. K ним относятся
производственное здание, бытовые помещения, эстакады,
коммуникации.
24 Заказ 401 36&

Таблица 71
Стоимость~
в руб.
Показатель
стоимости
Наименование затрат
На 1 m
готовой
продукции
То же
2,0
Малоценный инструмент
2,0
Производственные приспособления
Приспособления, используемые для техники безо-
пасности
Приспособления, используемые для противопожар-
ной профилактики
Производственный инвентарь
Т ара
° ° °
Хозяйственный инвентарь
0,5
0,5
1,0
1,0
20,0
На одного
рабочего
1 Дана примерная стоимость, которую можно изменять и корректировать в каж-
дом конкретном случае.
ф 100. СМ5ТА ПРОИЗВОДСТВА
Кроме капитальных затрат на строительство, имеются затра-
ты на производство. Эти затраты связаны с эксплуатацией цеха
и выпуском готовой продукции. Их определение необходимо для
получения стоимости проектной единицы готовой продукции.
Затраты на производство определяют по каждой статье рас-
ходов в руб. и в ' Расходы в O показывают, какую долю со-
ставляют те или иные затраты от общей суммы затрат, что по-
зволяет сделать вывод о правильности затрат IIo каждой статье
расходов и сопоставить их со сметой аналогичных затрат произ-
водства.
Смету производства составляют по форме 2.
Стоимость основных и вспомогательных материалов. Основ-
ным материалом для кузнечных цехов является сортовой прокат
различных профилей и размеров. Годовое количество металла
принимают по соответствующим нормам проекта. Стоимость ме-
талла подсчитывают исходя из его свойств (легированная, угле-
родистая, жаропрочная стали) и с учетом предельных размеров
его поперечного сечения, для которых установлена одинаковая
отпускная цена по прейскуранту.
370
Стоимость строительных сооружений с наибольшей точно-
стью может быть определена по калькуляции стоимости строи-
тельных материалов и стоимости трудовых затрат. Такой метод
определения является сложным. Поэтому иногда эту стоимость
определяют по укрупненным показателям, имеющимся в норма-
тивах, или по фактическим затратам на строительство анало-
гичных сооружений.

Форма 2
Смета производства
Сумма
в руб.
%
K итогу
Статья расхода
Основные материалы
Вспомогательные материалы .
Топливо (газ}
Электроэнергия силовая
П ар
° ° ° ° ° ° °
Сжатый воздух .
Вода на технологические нужды
Заработная плата с доплатами
Амортизационные отчисления
Цеховые расходы
Итого .
Например, для сортового проката установлены следующие
предельные размеры диаметров в мм: 8 — 11; 12 — 15; 16 — 30;
32 — 50; 52 — 00; 105 — 154; 160 — 200; 210 — 250 и 260 — 300; Расчет
стоимости основных материалов производят по форме 3.
Фор ма 3
Стоимость основных материалов
Стоимость на годовую Цена 1 m
программу в руб. в руб.
Профиль
В мм
Расход на годовую
программу в m
Марка стали
Итого...
Стоимость используемых отходов исключается из общей стои-
мости годового расхода металла. Стоимость вспомогательных
материалов принимают по действующим нормативам на 1 т го-
товой продукции.
Стоимость всех видов энергии. Годовую потребность в т о и-
л и в е определяют исходя из потребности в ней для заданного
выпуска поковок. Стоимость жидкого топлива определяют по
отпускным ценам франкозавод — потребитель. Если используе-
мое топливо вырабатывают на своей газогенераторной станции,
стоимость 1 м' газа определяют по калькуляции.
Стоимость р а з н о г о в и д а э н е р г и и — электроэнергии,
пара, сжатого воздуха, воды для производственных нужд опре-
деляют исходя из его годового расхода. Стоимость топлива оп-
ределяют по существующим отпускным ценам (электроэнергия)
либо по калькуляции (сжатый воздух, пар и т. п.).
24*

Фонд зарплаты определяют на основании ставок штатного
расписания, системы зарплаты и основ законодательства о труде.
Основанием для тарификации работ и рабочих служит единый
тарифно-квалификационный справочник рабочих сквозных про-
фессий.
В кузнечных цехах пятый разряд является средним.
При внедрении новых технологических процессов в кузнеч-
ных цехах и расчете экономической эффективности исходят из
следующей системы заработной платы:
средне-премиальная для производственнь1х рабочих;
повременно-премиальная для вспомогательных рабочих.
Сдельщикам, кроме зарплаты, начисляют премию в размере
20% среднего заработка, а повременщикам в размере 15 — 10%
тарифной ставки.
Доплату к основной зарплате по прогрессивно-сдельным рас-
ценкам производят за перевыполнение норм. При выполнении
норм на 101 — 115% коэффициент сдельно-прогрессивной оплаты
равен 1,5.
В соответствии с действующим законодательством о труде
работа в ночное время оплачивается в повышенном размере.
Ночное время считается с 22 ч до б ч.
За каждый час работы в ночное время при сдельной и повре-
.менной оплате труда доплачивается '/6 часть часовой ставки
дневного тарифа.
К дополнительной зарплате относятся отпускные
деньги и оплата за выполнение государственных и обществен-
ных обязанностей.
При продолжительности отпуска 24, 18 и 15 рабочих дней и
одного рабочего дня на выполнение общественных и государст-
венных обязанностей дополнительную зарплату Еа определяют
по формуле
(no+ 1) 100
а= о,
где п, — продолжительность отпуска в днях;
и, — количество рабочих дней в году.
Фонд вар аботной платы инженерно-технических р а ботников
и служащих определяют по утвержденному штатному расписа-
нию и исходя из должностных окладов. Плановый фонд зара-
ботной платы предусматривает выплату премиальной суммы в
соответствии с действующими положениями о премиях: 20%
ИТР и 10% должностного оклада служащим.
Амортизационные отчисления служат для возмещения затрат
основного фонда, которые затем постепенно относят на стоимость
каждой единицы вырабатываемой продукции.
Амортизационные отчисления не являются неподвижным
резервом, их обычно используют для расширения производ-
ства.

Амортизационные отчисления производят исходя из норм,
представляющих собой определенные доли первоначальной стои-
мости средств производства.
Таблица 73
Амортизационные отчисления
Примерные отчимеиия
от первоначальной стоимости
средств производства в ©Д~
Средства производства
~ 12в~~ принимают для уникального кузнечио-прессового оборудования, которое
работает в три смены, так как при этом увеличиваются отчнмения на кааитальный
ремонт.
Форма 4
Цеховые расходы '
Сумма
в руб.
Статья расхода
Примечание
Неучтенные расходы
Итого...
' Указанные в примечании величины могут изменяться и должны быть уточнены
в каждом конкретном случае.
373
Кузнечно-прессовое оборудование
Мостовые краны
Манипуляторы
Подвесные и напольные конвейеры
Печи пламенные и индукционные нагреватели
Машинные генераторы
Производственные здания
Бытовые помещения .
Зарплата ИТР, служащих, МОП
Зарплата вспомогательных рабочих
Отчисления яа социальное страхование
На охрану труда
На рационализацию и изобретательство
Электроэнергия для освещения
Вода для бытовых нужд
Пар для отопления
На текущий ремонт и содержание основных
средств
конторские и канцелярские принадлежности
10 — 12»
10
20
20
18
7
2,5
2,5
2 9о/о фонда
заработной платы
Зо/о фонда
заработной платы
10 руб. ва одного
работающего
20~~ стоимости
основных средств
20 руб. на одного
конторского
работника и ИТР
5~~~ общих цеховых
расходов

Амортизационные отчисления подразделяют на две статьи:
на капитальный ремонт и на полное восстановление средств про-
изводства. Для кузнечных цехов отчисления на капитальный ре-
монт составляют примерно 60%, а на полное восстановле-
ние — 40 О~о.
При определении себестоимости единицы готовой продукции
амортизационные отчисления принимают без подразделения на
указанные статьи. Величину амортизационных отчислений в куз-
нечных цехах с режимом работы в две смены принимают по
табл. 72.
Uexoaste расходы. В смету этих расходов включают затраты,
которые являются косвенными и не могут быть непосредственно
отнесены к стоимости изготовляемой продукции. Смету цеховых
расходов составляют по форме 4.
ф 304. СВОДНАЯ СМИТА ЦЕХОВЫХ ЗАТРАТ
Сводная смета затрат по цеху состоит из затрат, предусмот-
ренных сметой по форме 1, и затрат на строительство производ-
ственных зданий и бытовых помещений с учетом сантехнических
устройств, освещения и других промышленных разводок.
ф 102. ПРОЕКТНАЯ КАЛЬКУЛЯЦИЯ
После определения всех затрат, предусмотренных сметой про-
изводства, составляют проектную калькуляцию по форме 5.
Себестоимость единицы готовой продукции по проектной
калькуляции следует сравнить с ее фактической себестоимостью
на заводе, который изготовляет аналогичную продукцию по ста-
рой технологии.
ф 103. ОЦЕНКА ПРОЕКТНЫХ РЕШЕНИЙ
К ОКУПАЕМОСТЬ КАПИТАЛОВЛОЖЕНИЙ
Оценка правильности принятых решений и в соответствии с
этим определение срока окупаемости капитальных затрат — од-
на из стадий экономической части расчета.
В проектах кузнечных цехов или участков предусматривают
новые технологические процессы с применением средств механи-
зации и автоматизации, которые требуют дополнительных капи-
тальных затрат. Поэтому необходимо экономическое обоснование
целесообразности запроектированного процесса и новой техни-
ки. Экономическое обоснование запроектированной новой техни-
ки дается при применении:
специального штамповочного оборудования, которое не про-
изводит машиностроительная промышленность;
автоматических штамповочных линий;
уникальных средств механизации.

Форма 5
Проектная калькуляция
Годевой выпуск
продукции
На 1 m продукции
Стоимость
Статья расхода
о
O a
1
1
Ф
Р'
ж
&l
о '.~
x G
М
И з~д
~д h
О а о.
Основные материалы в т:
прокат черных металлов .
отходы:
используемые .
безвозвратно утерянные .
И т о г о за вычетом отходов в т:
Зарплата производственных рабочих
в тыс. руб.
Энергетические затраты в тыс. руб..
ТОПЛИВО В Т ИЛИ М е ° ° ° ° ° °
Амортизационные отчисления в тыс.
P уб.
е ° ° ° ° ° ° ° ДО
Производственный инструмент в тыс.
р уб.
Ф
Цеховые расходы в тыс. руб.
Цеховая себестоимость 1 т готовой
продукции
Общезаводские расходы для данных
цехов
Заводская себестоимость 1 т готовой
продукции .
Экономическое обоснование должно быть дано в сопоставле-
нии с общепринятыми решениями или с наиболее прогрессив-
ными, которые уже внедрены на действующих предприятиях.
Основным показателем прогрессивности принятого технологи-
ческого процесса является коэффициент использования металла,
т. е. отношение массы готовой продукции к норме расхода метал-
ла. При этом следует сравнить коэффициент использования ме-
талла, полученного по расчету, с нормативными данными или с
фактическими данными заводов, выпускающих аналогичную
продукцию.
Другим важным показателем является трудоемкость готовой
продукции, которая характеризует рациональность принятой ор-
ганизации производства и степень механизации труда. При этом
следует сопоставить трудоемкость, полученную по проекту, с
375

нормативными и с фактическими данными отечественных и за-
рубежных заводов, выпускающих аналогичную продукцию.
Основным критерием целесообразности запроектированного
технологического процесса и организации производства является
срок окупаемости капитальных затрат.
Срок окупаемости О„показывает, за какое время капитало-
вложения будут возмещены за счет экономии, получаемой от
снижения себестоимости (внедрения запроектированных про-
цессов).
Если необходимо установить наиболее эффективные направ-
ления капиталовложений, связанных с внедрением современных
процессов и очередностью их осуществления, то срок окупаемо-
сти в годах общих капиталовложений определяют по формуле
~Î
О
Ф
(c,— c,)ж
где К, — общие капиталовложения по внедряемому варианту;
C) — себестоимость единицы продукции аналогичного произ-
водства на действующем предприятии или норматив-
ная себестоимость;
C2 — проектная себестоимость единицы продукции;
N — проектный годовой выпуск продукции.
Если в проекте предусмотрены процессы, относящиеся к но-
вой технике, срок окупаемости определяют по приведенной ме-
тодике.
Яля машиностроения временно установленные нормативные
сроки окупаемости капитальных затрат составляют 3 — 5 лет.
Заключительной частью расчетов экономической эффектив-
ности является определение годового экономического эффекта.
При этом определяют сумму плановой или реальной экономии.
Годовой экономический эффект определяют как разность сумм
затрат по базовому (существующему или нормативному) и за-
проектированному вариантам по формуле
9= [(C,+Е„К1) — (C,+Å„Ê,)] N руб.,
где C) и C& t; Ђ” себестоимо ть един цы гото ой продук ии н
мативной и по проекту в руб.;
К1 и К2 — капитальные вложения на единицу готовой про-
дукции нормативные и по проекту в руб.;
ń— нормативный отраслевой коэффициент экономи-
ческой эффективности;
N — годовой выпуск продукции.
При расчете новых технологических процессов с частичной
заменой оборудования, процессов с частичной механизацией и
автоматизацией принят коэффициент E„, равный 0,33 (срок оку-
паемости 3 года), для принципиально новых технологических
процессов, при внедрении комплекса механизации и автоматиза-
ции производства коэффициент равен 0,2 (срок окупаемости
5 лет).
376

й 104. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ
Форма 6
Основные показатели
Показатель
Показатель
по по нормативным
pacôöüTó или фактическим
данным
Годовой выпуск в m:
на 1 работающего
на 1 рабочего .
на 1 м' общей площади (приведенный к одной
смене)
Трудоемкость на 1 т выпуска в чел.-час.
Станкоемкость на 1 т выпуска в станкочас.
Коэффициент использования металла (отношение
массы обработанных деталей к норме расхода
металла)
Основные средства на 1 т готовой продукции
в руб.
° °
Цеховая себестоимость 1 т готовой продукции
8 руб.
Целесообразность принятого при разработке проекта основ-
ного оборудования, а также рациональность используемых в нем
технологических процессов можно установить при сравнении по-
лученных абсолютных и относительных показателей с показате-
лями однотипных действующих и запроектированных цехов или
участков. Абсолютные показатели или основные данные харак-
теризуют производственные возможности цеха или участка. От-
носительные показатели при проектировании цехов или участков
являются весьма ценными данными. С их помощью можно судить
об эффективности принятого процесса.
Перечень основных показателей приведен в форме 6.

Глава XIX
ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ О ПРОЕКТИРОВАНИИ
КУЗНЕЧНЫХ ЦЕХОВ
ГОРЯЧЕЙ ОБЬЕМНОЙ ШТАМПОВКИ
ф 105. СТАДИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И СОСТАВ ПРОЕКТА
П роектирование кузнечных цехов и заводов ведут в две ста-
дии или одну. При двухстадийном проектировании первая ста-
дия — технический проект, вторая — рабочие чертежи.
Технический проект цеха состоит из пяти основных частей:
технологической и транспортной; энергетической; слаботочного
хозяйства; строительной и сантехнической; экономической.
При одностадийном проектировании разрабатывают техно-
рабочий проект, т. е. технический проект, совмещенный с рабо-
чими чертежами. Одиостадийное проектирование осуществляют
при наличии типовых или повторно используемых экономичных
индивидуальных проектов, а также для технически несложных
объектов.
В данной главе рассмотрены основные положения по разра-
ботке технологической и транспортной частей технического про-
екта. Технологическую и транспортную части разрабатывают в
соответствии с заданной программой выпуска поковок. На осно-
вании программы и чертежей детали разрабатывают технологи-
ческий процесс по маршрутной ведомости с указанием типов ис-
пользуемого штамповочного оборудования и его производитель-
КОСТИ.
Технологический процесс является основой для определения
всех данных проекта. Определяют количество производственно-
го, вспомогательного и транспортного оборудования; потреб-
ность в различных видах энергии. Подсчитывают количество ос-
новных и вспомогательных материалов. Определяют категории
рабочих и обслуживающего персонала; параметры зданий и пло-
щади; разрабатывают компоновки и планировки ' цехов с нане-
' Компоновка — размещение площадей (помещений) цеха; планировка—
размещение оборудования.
378

сением оборудования, средств механизации и служб цеха. После
определения всех параметров цеха или завода составляют сметы
и задания на разработку других частей проекта.
ф 106. ХАРАКТЕРИСТИКА КУЗНЕЧНЫХ ЦЕХОВ
Кузнечные цехи отличаются друг от друга рядом признаков,
основными из которых являются: технологический процесс, ис-
пользуемое оборудование, характер, тип и масштаб производ-
ства.
По технологическому процессу кузнечные цехи подразделяют
на две основные группы: свободной ковки и объемной штам-
ПОВКИ.
В практике бывают цехи, где поковки изготовляют свободной
ковкой и объемной штамповкой. LJexa, в которых преобладает
весовой выпуск кованых поковок, следует отнести к кузнечным
цехам свободной ковки, а цехи, в которых преобладает весовой
выпуск штампованных поковок,— к кузнечным цехам объемной
штамповки.
По используемому оборудованию кузнечные цехи можно от-
нести к прессовым, молотовым и смешанным цехах, если в них
установлены соответственно прессы, молоты или оба вида обо-
рудования.
По характеру производства кузнечные цехи подразделяют на
два основных вида: специализированные и универсальные.
Специализированные кузнечные цехи характеризуются мас-
совым и крупносерийным типами производства. Универсальные
цехи имеют среднесерийный, мелкосерийный и единичный типы
производства.
Тип производства в кузнечных цехах может быть ориентиро-
вочно определен в зависимости от годового выпуска деталей
в шт., приходящегося на один агрегат, и типоразмеров деталей,
закрепленных за одним ковочным или штамповочным агрегатом
при полной его загрузке в течение года.
Признаки серийного производства поковок приведены в
табл. 73. По массе штампованные поковки подразделяют на три
группы: мелкие — до 1 кг; средние — до 15 кг, крупные—
более 15 кг.
В цехах с единичным и мелкосерийным производством пре-
обладающими технологическими процессами являются свобод-
ная ковка под молотами или под прессами, а также секционная
штамповка и штамповка в подкладных штампах. Секционную
штамповку применяют для поковок сложной конфигурации,
обычно массой от 100 кг и более. В цехах со среднесерийным
производством преобладающим технологическим процессом яв-
ляется объемная штамповка в многоручьевых штампах..В це-
хах с крупносерийным и массовым производством преобладаю-
щим технологическим процессом является штамповка в много-
379

Таблица 78
Признаки серийного производства поковок
Ориентировочный годовой выпуск на линии
(или единице оборудования) поковок
в шт/год
Количество
деталей,
постоянно
закрепленных
за единицей
оборудования,
в шт.
Тип
производства
крупных
средних
мелких
Единичное и мелкосе-
рийное .
Серийное .
До 10000 До 2000
10 000 — 2000 — 10 000
100 000
До 50 000
50 000—
500 000
Свыше 20
6 — 20
Крупносерийное и мас-
совое
1 — 5
Свыше
10 000
Свыше
500 000
Свыше
100 000
ручьевых штампах в поточных механизированных и автоматиче-
ских линиях и на отдельных автоматах.
В большинстве существующих кузнечных цехов имеется сме-
шанный тип производства поковок, т. е. мелкосерийное и круп-
носерийное производство.
По масштабу производства кузнечные цехи подразделяют на
мелкие, средние и крупные.
Ниже приведена примерная характеристика кузнечных цехов
по масштабу производства со средней массой поковки более
1 кг:
в 107. ПРОГРАММА КУЗНЕЧНОГО ЦЕХА
Программа выпуска поковок универсального цеха зависит от
программы. выпуска кузнечного завода. Программу кузнечного
завода составляют из потребности в поковках того экономиче-
ского района или машиностроительной отрасли, где предусмот-
рено строительство такого завода.
При составлении годовой программы цеха необходимо все де-
тали, подлежащие изготовлению на кузнечном заводе, подразде-
лить по технологическому признаку на кованые и штампо-
ванные.
Технологические группы поковок подразделяют на подгруппы
по видам основного оборудования и заносят в форму 7.
Программу специализированного кузнечного цеха составля-
ют исходя из потребности в поковках агрегатного завода, для
которого строится данный цех.
380
ех Мелкий Средний Крупный
Годовой выпуск поковок в и... До 10000 10000 — 50 000 Свыше БОООО

Форма 7
Количество
Годовая
программа в m
поковок в шт.
Наименование изделий или подгрупп
деталей или их представителей
типоразмеров
Итого...
Запасные части
Итого с запчастями:
Средняя масса поковки
.Максимальная масса поковки ..
Выпуск запасных частей составляет .
кг
IC8
О~~ производственной
программы ао
трудоемкости и
производственной
программы по массе
ПОКОВОК.
ф 108. РЕЖИМ РАБОТЫ
При организации в цехах, оснащенных кривошипными ковоч-
но-штамповочными прессами, штамповочными молотами или
ГКМ, самостоятельного термического отделения их режим ра-
боты двухсменный, а термического отделения — трехсменный.
В специализированных кузнечных цехах при наличии штампо-
вочных линий, совмещенных с термическими агрегатами, режим
работы трехсменный.
В первом случае производство является серийным, связанным
с частой переустановкой штампов, для чего целесообразно ис-
пользовать третью смену. Во втором случае производство яв-
ляется массовым и крупносерийным, нри котором значительно
сокращается время на переустановку штампов, а встроенные в
поточные линии термические агрегаты экономически нецелесо-
образно эксплуатировать в две смены.
Яля цехов, в которых преобладают штамповочные молоты
массой падающих частей от 10 т и более, следует принимать
трехсменный режим работы, так как указанное оборудование
является уникальным. муроме того, установленные к таким моло-
там крупные нагревательные печи экономически нецелесообразно
останавливать после двух смен.
Фонд времени. Различают три годовых фонда времени: ка-
лендарный, номинальный и действительный (расчетный).
Kалендарный фонд времени — это произведение
числа всех календарных дней в году на число часов в сутки, т. е.
365 24=8760 ч.
Н о м и н а л ь н ы й ф о н д времени отличается от календар-
ного тем, что в нем учитывают принятый режим работы и не
381

включают часы, приходящиеся на межсменное время, на выход-
ные и предпраздничные дни, и часы, на которые укорочены пред-
выходные и предпраздничные дни. Этот фонд для оборудования
составляет при 41-часовой рабочей неделе (семичасовой рабочий
день) в случае односменкой работы 2070 ч, двухсменной 4140 ч
и трехсменной работы 6210 ч. При полностью непрерывной ра-
боте оборудования номинальный фонд времени равен календар-
ному фонду. Яля рабочих при 41-часовой неделе номинальный
фонд времени составляет 2070 ч.
Я е й с т в и т е л ь н ы й ф о н д времени получают исключени-
ем из номинального фонда потерь времени, связанных для рабо-
чего с отпусками и отсутствием по уважительным причинам (бо-
лезнь, выполнение государственных обязанностей), а для обору-
дования — с капитальным, средним и частично с малым ремон-
том. Продолжительность простоев, связанных с ремонтом обо-
рудования, зависит от его ремонтной сложности: чем больше
ремонтная сложность оборудования, тем больше простои обору-
дования.
Действительный фонд оборудования Фе, равен
'A.о = @и. Ф~~
где К, — коэффициент, учитывающий простои оборудования на
ремонт.
Значения К„учитывающего простеи на ремонт различных
видов оборудования, приведены в табл. 74.
Таблица 74
Значение коэффициента Ке
Оборудование
Штамповочные молоты с массой падающих частей до
5 т
То же, более 5 т
Кривошипные и гидравлические прессы (вертикаль-
ные и горизонтальные) усилием до 10 Мк (1000 T)
То же, более 10 Мк {1000 T)
Термические агрегаты
Действительные годовые фонды рабочих в зависимости QT'
продолжительности отпуска, смены и числа рабочих дней в году
определяют по формуле
Фд.p — — ф,.рКр,
где „â€” коэффициент, учитывающий потери рабочего времени,
связанные с уважительными причинами.
ЗЬ2

Невыход на работу по болезни и другим причинам в среднем
составляет 50/О номинального фонда рабочих.
В зависимости от продолжительности отпуска коэффициент
g„ равен: 0,90 при 15 днях, 0,89 при 18 днях и 0,88 при 24 днях.
Рабочие, занятые на горячих работах, имеют 24-дневный от-
пуск; рабочие ремонтных отделений 15-дневный. Отпуск продол-
жительностью 18 дней имеют, например, браковщики ОТК, ве-
дущие работу непосредственно у рабочих мест штамповщиков,
и др.
ф 109. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС
Технологический процесс изготовления поковок и выбор ти-
пов оборудования подробно приведены в соответствующих
главах.
Основными факторами, определяющими выбор оптимального
технологического процесса изготовления поковок для последую-
щей механической обработки, являются: конфигурация и гео-
метрические размеры детали; соотношение размеров ее отдель-
ных элементов; марка материала; технические требования на
изготовление; масштаб и конкретные производственные условия.
Технолологический процесс должен обеспечить изготовление
поковки в строгом соответствии с требованиями, предъявленны-
ми к ней чертежом и техническими условиями. При разработке
технологического процесса необходимо выбрать из числа Воз-
можных вариантов процесса наилучший, отвечающий проектиру-
емым условиям производства.
Основным критерием при выборе наилучшего варианта тех-
нологического процесса является обеспечение наименьшей себе-
стоимости 1 т поковок.
Выбор варианта технологического процесса изготовления по-
ковок обусловлен преимущественно объемом производства и
специальными требованиями к выпускаемой продукции. Если
речь идет о реконструкции существующего цеха, то необходимо
учитывать имеющийся состав производственного оборудования,
если оно должно быть использовано после реконструкции. Одна-
ко и при проектировании новых цехов важен правильный учет
реальных возможностей, связанных с условиями и сроками полу-
чения необходимого оборудования, и на этой основе правильный
выбор его типов.
При детальной разработке технологического процесса опре-
деляют характеристику исходного материала (вид, марку, раз-
меры), размеры заготовок, раскрой и расход материала; харак-
тер и последовательность операций изготовления деталей; тип и
размеры оборудования; производительность оборудования; ква-
лификационный разряд работы; количество рабочих, одновре-
менно работающих на данной операции.
383

Технологический процесс состоит из пяти стадий: разделки
исходного материала на заготовки мерной длины; нагрева заго-
товок; обработки давлением, термической обработки; отделоч-
ных операций.
К отделочным операциям относятся: обдирка, очистка от
окалины, заточка заусенцев, правка, калибровка, консервация.
В зависимости от степени детализации расчета технологиче-
ский процесс разрабатывают по картам или по ведомости марш-
рутной технологии. В техническом проекте технологический про-
цесс по картам разрабатывают на сложные детали. Для разра-
ботки технологических процессов штамповки можно использо-
вать форму 8.
Следует оговориться, что форма 8 применима для проектной
работы, но не для использования ее на действующем заводе; в
последнем случае в технологическую карту должны быть вклю-
чены дополнительные сведения, например изменения, происходя-
щие в технологическом процессе, и т. д.
Упрощение работы при разработке технического проекта по
составлению технологического процесса заключается в том, что
вместо подробных карт технологического процесса составляется
ведомость маршрутного технологического процесса, форма кото-
рой совмещается с формой расчета загрузки оборудования.
ф 110. ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ ОБОРУДОВАНИЯ
Существуют два способа определения производительности
оборудования: детальный и укрупненный. Детальный способ ос-
нован на техническом нормировании по времени всех элементов,
входящих в комплекс процесса изготовления поковки на том или
ином типе оборудования. Методика технического нормирования
дана в специальной литературе (см. «Общемашиностроительные
нормативы времени на горячую штамповку». M., «Машинострое-
ние», 1964) .
При проектировании новых кузнечных цехов производитель-
ность оборудования определяют обычно по укрупненному мето-
ду. В этом случае следует пользоваться нормами, полученными
на передовых предприятиях. Если в проекте предусматривается
высокая организация производства с наличием современных
средств механизации, производительность следует увеличивать в
зависимости от степени механизации.
ф 111. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЛИЧЕСТВА ОБОРУДОВАНИЯ
В кузнечных цехах оборудование подразделяют на производ-
ственное и вспомогательное. Производственное оборудование, в
свою очередь, подразделяют на ведущее и комплектующее.
К ведущему относится оборудование, которое используют на
первых операциях, связанных с деформацией металла. К таким
384

~о~
° О
Cg
~»
Р 3Я
0
олээд
1Й5б Яви
+îois
Ж
у
3
О~
С4
:4
цой99
к
с- Я ~
Ovm
~ o
о 3 О
о С~~'М
И
Cg
и
Cg
эинваонэиивн
Ъ
О О, Ф
C
О О&
«» О
И
О
рЯ
ю«Ъ
Ю
~ О
о" 2
~ О
О ™ m
Ж ~
Ж
М М
C
1Я
о
Cg gg
Cg
и
"Я ~
Ф
var а бэиевд
~ м
Cg
ж ~
М
Я ж
д Cg
L' а.
О
Ж
М
О
О
~ О
385
25 Заказ 401
О
О
М
и
Р
Ж щ
О~
гу
О ~
Ж
~~ О
И
Я
'ъ
Ф
О
2
Ф
Ж
(g И
~ И
й Cg
С4
E ~»
И с~,
И
Щ
и
A
1Я
Я
с.»
ж Ф
о ф
1ф
4'~'4
1Я
Й
r8
йибэаобц
эмэса ибц
счЫо~л 0
вниаэ~пэйя
и н2~но'~
имаояоц
имао~олв~
еи ноаомои
оамэьи йод
гм а вээвр~
уониа
-а1цэйи э
ввнйоы
иьэвь
иэьорвб
Кяаояоа
КнЫо вн
чйифобд
мэаойэь
ойэи~
циээафобц
эиорчйв а
ийи
ийвибон
дарод
Й
Р'
Р
эинва
-онаиивН
ь а Хиивблобц
снХао11ол вн
ыинвао ЫХб
-oyo вмМблв~
ь/шт а
чюончйы
-ийоаеиобц
ниж а снипвб
-эио вн ииэбц
д а ваэбмн
иЫ~вбэииа,1.
аийиэЛ
ийи цаывь
Д хиmomu'
о
йс
Р'
О
о
Ю
О
эинва
-онэыивН
аоЫохэбэи
оал.эаьийоя
mahedeuo
эинваонэиивд
ии~вдэао щ

операциям относится объемная штамповка, прессование, высад-
ка и гибка. Расчет ведущего оборудования производят в соответ-
ствии с принятым технологическим процессом. К комплектую-
щему относится главным образом оборудование, которое
используют для последующих технологических операций по
изготовлению поковок. Часть такого оборудования, входящего в
агрегат ведущей машины, используют без расчета (например,
нагревательные установки, ковочные вальцы, обрезные прессы,
машины для правки и другое специальное оборудование). flpy-
гую часть оборудования (не входящую в агрегат ведущей ма-
шины), как термические печи, очистное оборудование, чеканоч-
ные прессы, правйльные машины, зачистное оборудование и т. п.,
рассчитывают так же, как и ведущее оборудование. N; вспомога-
тельному относятся оборудование ремонтных служб и все виды
транспортного оборудования.
Процесс определения производственного оборудования состо-
ит из нескольких стадий. Прежде всего определяют требуемый
тип оборудования. Эта стадия фактически совпадает с выбором
метода изготовления поковок. Затем определяют требуемый для
данного случая размер оборудования, т. е. массу падающих ча-
стей молотов, усилие всех типов прессов и горизонтально-коноч-
ных машин и т. п. Последняя стадия — расчет необходимого ко-
личества единиц оборудования каждого типоразмера.
Имеется два основных метода определения производственно-
го оборудования. Первый основан на том, что необходимые раз-
меры, а также производительность оборудования и обусловлен-
ное ею количество этого оборудования находят по соответствую-
щим укрупненным средним показателям, которые принимают по
нормативам или по данным из практики производства аналогич-
НЫХ ПОКОВОК.
При укрупненном методе расчета продолжительность загруз-
ки однотипного оборудования Т в ч, необходимого по расчету
количества оборудования п и коэффициента его загрузки К, оп-
ределяют по формулам
Н
Т
g=
@д~~ з
где П вЂ” масса или количество поковок данной массы по годо-
вой программе;
H — часовая производительность оборудования в кг или
IIIT.
Фг — действительный годовой фонд времени работы обору-
ДОВаНИЯ В Ч;
К,— коэффициент загрузки, который для объемной штам-
повки составляет 0,8 — 0,9.
386

При втором детальном расчете потребного количества произ-
водственного оборудования составляют карты технологического
процесса, в которых указывают продолжительность загрузки (в
ч) того или иного вида оборудования.
Эти данные заносят в форму 9 загрузки и расчета оборудо-
вания.
Форма 9
Загрузка и расчет оборудования
Оборудование
1 ! )
Годовая
программа
В шт.
Наименование
детали
№ детали
Загрузка на годовую
программу в ч
Итого ..
Время на переналадку штампов в ч
Всего часов с переналадкой
Расчетное количество оборудования
В ШТ.
Средняя загрузка оборудования в O
Время, идущее на переналадку штампов, зависит от количе-
ства типоразмеров поковок, закрепленных за единицей оборудо-
вания. Это время приближенно составляет 5 — 15о/о потребного
количества часов для изготовления поковок.
После определения количества и типов оборудования послед-
ние заносят в ведомость оборудования, в которой указывают его
краткую характеристику и стоимость, взятую по прейскурантам
или временным ценникам.
з 112. ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ПОТРЕБНОСТИ КУЗНЕЧНОГО ЦЕХА
387
В кузнечных цехах применяют пар, сжатый воздух, электро-
энергию, воду и топливо. Пар можно использовать для приведе-
ния в деиствие штамповочных молотов; сжатый воздух в каче-
стве .энергоносителя для молотов и для обдувки штампов, для
работы средств механизации, для включения горизонтально-ко-
вочных машин и кривошипных прессов. Электроэнергию в основ-
ном применяют для электродвигателей, освещения и электрона-
гревательных установок. Воду применяют для охлаждения
штампов на горизонтально-ковочных машинах, для арматуры и
для водяных завес у нагревательных печей; топливо — в нагре-
вательных и в термических печах.
25*

Сжатый пар и противодавление для работы молотов. Боль-
шинство молотовых цехов работает на паре. давление пара пе-
ред входом в цилиндр молота, при работе молотов на выхлоп,
т. е. без использования отработавшего пара, обычно для штам-
повочных молотов составляет 70 — 90 Мн/м' (7 — 9 ат). Противо-
давление при работе на выхлоп составляет около 11 Мн/м'
(1,1 ат).
P асхад пара молотами. Существует три метода оп-
ределения необходимого количества пара: по индикаторной мощ-
ности молота, по эмпирическим формулам, по опытным и ката-
ложным данным.
При проектировании кузнечных цехов количество пара опре-
деляют по опытным и каталожным данным.
Определить средний часовой расход пара в т с достаточной
степенью точности можно по формуле, рекомендуемой автором
настоящей книги:
где G — масса падающих частей штамповочного молота в т.
В формуле принято, что среднее использование молотов со-
ставляет 75О/о по времени.
Средний суммарный часовой расход пара в т по цеху опреде-
ляют как сумму средних часовых расходов пара отдельными мо-
лотами, т. е.
0сум — ~ Яч °
Величина Q,'~„íå учитывает потерь пара в трубопроводах от
конденсации и утечек. Размер этих потерь зависит от состояния
трубопроводов (плотность, изоляция) и от их разветвленности
по цеху и достигает 25'/о расхода пара.
В период непрерывной работы (длительный максимум) моло-
тов расход пара увеличивается примерно в 2 раза. Такой мак-
симальный расход пара берется за основу при проектировании
котельных установок. Средний часовой расход пара учитывается
при составлении калькуляции себестоимости готовой продукции,
выпускаемой цехом.
Сжатый воздух. Для определения р а с х о д а в о з д у х а
молотами могут быть применены те же методы, что и для
определения расхода пара. Условно предположим, что оборудо-
вание будет работать на паре. В связи с этим по одному из опи-
санных способов определяют расход пара, а затем, пользуясь
существующими эквивалентами, полученный расход пара пере-
считывают на расход воздуха. На основании сопоставления дан-
ных различных источников можно принять, что при расходе
энергоносителя непосредственно в молотах 1 кг пара эквива-
лентен 1,15 м' сжатого воздуха. Учитывая разные величины по-
терь в трубопроводах для того или другого энергоносителя, ори-
388

ентировочно можно принять, что 1 кг пара эквивалентен 1,08 м'
сжатого воздуха.
Подогрев воздуха примерно до 160'С изменяет указанные
соотношения, уменьшая расход воздуха примерно на 30'/о. При
этом реальную экономию от подогрева воздуха получают лишь в
том случае, когда его производят, используя «бросовую» тепло-
ту, например теплоту отходящих газов печей.
Часовой расход на обдув ку штампов может
быть определен в зависимости от давления и диаметра сопла по
эмпирической формуле
а=рдЧ м'
где р — давление воздуха в Мн/м2;
Ш вЂ” диаметр сопла в м;
Й вЂ” коэффициент, принимаемый равным 3 для штамповоч-
ных молотов с массой падающих частей до 1,5 т и прес-
сов эквивалентного молотам усилия и 1,5 — для моло-
тов с массой падающих частей более 1,5 т.
Выбор энергоносителя для молотов. В основном молоты
в кузнечных цехах работают на паре и лишь в некоторых случа-
ях в качестве энергоносителя используют воздух.
В каждом конкретном случае при выборе энергоносителя
должны быть учтены все обстоятельства и факторы, имеющие
место при разработке конкретного проекта завода. Следует
иметь в виду, что в отдельных случаях кузнечный цех должен
рассматриваться, как одно из основных звеньев в общем энерге-
тическом хозяйстве завода. Поэтому возможны случаи, когда,
несмотря на экономическую целесообразность применения возду-
ха по соображениям теплофикации завода или даже близлежа-
щего района, следует отказаться от его применения и отдать
предпочтение пару. Следовательно, вопрос о выборе того или
иного энергоносителя должен быть решен не только с точки зре-
ния его технической целесообразности, а в первую очередь с
точки зрения экономической целесообразности его приме-
нения.
Увеличение нагрузки молотов, уменьшение длины паропрово-
дов и применение подогретого пара могут сделать его примене-
ние экономически целесообразным.
Отметим, что правильно запроектированный паропровод для
насыщенного пара может быть использован для воздуха, в про-
тивном случае паропровод нельзя использовать для указанной
цели. При этом необходимо произвести соответствующую изоля-
цию трубопровода и предусмотреть устройства, связанные с кон-
денсацией пара и расширением трубопровода от нагревания.
Электроэнергия для производственных нужд. Электроэнер-
гию потребляют для привода технологического и транспортного
оборудования и нагревательных установок. Мощность каждого
токоприемника определяют по паспортным данным в квт.
зз~

Установленная мощность для каждой группы токоприемни-
ков составляет [32]
Л'у — — ZN, квг,
где N; — мощность каждого отдельного токоприемника в квт.
Потребляемая мощность ниже установленной мощности, так
как не все оборудование используется одновременно и не все
одновременно загружается на полную мощность. Потребляемую
мощность подсчитывают по формуле
N„= Zp,.k квт,
где k — коэффициент использования, называемый также коэф-
фициентом спроса или одновременности.
Величина коэффициента использования k~ зависит, от эффек-
тивности использования оборудования. Известно, что чем больше
число ходов пресса, тем меньше их практически используют.
Прессы больших усилий всегда имеют меньшее число, ходов по
сравнению с прессами небольших усилий; следовательно, коэф-
фициент использования k в первом случае будет больше, чем
во втором.
Ниже дано значение коэффициента использования Й для
различных видов оборудования кузнечных цехов.
0,45
0,25 — 0,35
0,25
0,15
0,55
0,7
0,75
0,8
ГКМ и кривошипные ковочно-штамповочные
Обрезные прессы
Оборудование ремонтных служб
Мостовые краны и края-балки
Автоматические штамповочнь|е линии
Вентиляционные установки
Конвейеры и транспортеры
Светильники .
прессы
Годовой расход электроэнергии для каждой группы токопри-
емников цеха в квт ° ч или кдк (1 квт ° ч = 3,6 ° 10' кдж) опреде-
ляют по формуле
W= N„Zk,
где Z — действительный годовой фонд времени работы при
принятой для данной группы токоприемников сменно-
СТИВ Ч;
k — коэффициент загрузки, применяемый для кузнечных
цехов; в среднем составляет 0,8 — 0,9.
Производственную воду используют для охлаждения штам-
пов ГКМ, в отдельных случаях кривошипных ковочно-штампо-
вочных прессов, направляющих индукционных нагревателей, а
также подшипников и других элементов машинных генераторов.
Кроме того, воду используют при гидравлической очистке нагре-
тых заготовок от окалины. При разработке технических проектов
берут средний удельный расход воды, отнесенный на 1 т поко-
вок, которые изготовляют на том или ином агрегате.
390

Ниже приведены данные о расходе производственной воды
в лз на 1 т поковок.
Охлаждение штампов
То же, индукционных нагревателей .
машинных генераторов
Гидравлическая очистка нагретых заготовок
0,2
0,4
6,0
от ока-
0,5
ЛИНЦ ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° °
391
Топливо, используемое для кузнечных печей, должно удов-
летворять следующим основным требованиям: обеспечивать не-
обходимую рабочую температуру в печи в пределах 1350—
1400'С, высокий ее к. п. д., лучшее сжигание и удовлетворять
условиям компактности конструкции печи; гарантировать высо-
кую производительность печи; обеспечивать легкое регулирова-
ние теплового режима печи с помощью автоматических прибо-
ров и гигиенические условия работы печи.
При выборе топлива для нагревательных печей решающим
условием является стоимость нагрева и наличие ero местных
запасов.
В качестве жидкого топлива используют мазут. Мазут по со-
держанию серы подразделяют на малосернистый (не более
0,50/0 S), сернистый (до 1О/о S) и высокосернистый (1 — 3,5O/0 S).
При классификации мазута по маркам учитывают содержание в
нем парафина, так как чем больше содержится парафина, тем
выше его вязкость и склонность к застыванию. Чем выше номер
марки мазута, тем больше ero вязкость, температура застыва-
ния и температура вспышки.
Газообразное топливо обладает рядом преимуществ перед
мазутом. Легкая смешиваемость газа с воздухом обеспечивает
его сжигание с минимальным избытком воздуха (а = 1,05 —: 1,1);
возможность подогрева в крупных печах не только воздуха, но
и газа приводит к уменьшению удельного расхода топлива. Га-
зообразное топливо бывает природное и искусственное. В куз-
нечном производстве широко применяют природные газы, как
наиболее дешевый вид топлива.
Расход топлива. Первый метод определения расхода топлива
заключается в теоретическом подсчете количества теплоты, по-
лезно затраченной на нагрев и подогрев металла, исходя из ко-
личества металла, его теплоемкости, начальной и конечной тем-
ператур нагревов и подогревов и потерь теплоты при работе
печи.
Второй метод заключается в определении расхода топлива
на основании отчетно-статистических данных о его удельном рас-
ходе на 1 т поковок, выпускаемых цехом.
действительный удельный расход топлива на 1 т годной про-
дукции в той или иной степени отличается от удельного расхода
на 1 т нагретого металла.

° ° е
° в ° °
1 в r в r в в I ° ° & t
А А
° ° Э ° в в
Э r ° °
° °
) Ф )
r l ' ' & t; 4
t 1
! ° °
° ° ° 1
° ° °
° °
° s ° !
° ° °
в
1 ' ! !1 1 ' 1
1 '1 '11 ' 11 1 1 ° 1
1 в! ! 1! 1! 1! °
1 1 ° 1 '"11 1 1Ф i 1
1 ° 11 ''11 1 1 1
1 ° 1 '111 1 1' 1
в °
° °
9 °
в
в °
в в
в
в
в
в в
В б б ° Э 3 °
° ° ю I e i
° ° в
° .-.- 311 э
б вв ~ )
° ° ° °
° в ° Э °
в J ° б б
° I в ° ° ° ° в °
в б
° ° °
1 е 1
Э °
в
б °
° °
б
° 4 ° ° в ° °
4 ° ° 1 °
1',
° 4 °
° 4 °
° I
в °
° э r
ю Э в
° ° ° Э °
° ° 1 ° в °
Ф ф ° в
° r
б 1
° ° ° °
° ° I ° °
° в б
в 4 °
е :-r s s . 4
° Э I °
1: ° ss °
° ° ° б
в
r Э Э в
° в °
1 ° б ~ б
° !! 1!
Э °
е э ' 1
1 Э 9
° °
в °
° ° °
° ° °
1 ° в
б °
° ' 9
в б
1 б ° °
1 °
° 1 ~ r б в Э в в
II ° 3 ° ° Э Эб ° °
° °
° ° °
читстна~иРнгИя Я Кит
и
Сжатый воздух в лР
Вода производственная в мз
Топливо техническое в г

В отличие от других видов производства, в кузнечных цехах
существует бригадный метод работы. Поэтому при определении
плотности бригад следует учитывать число производствен-
ных рабочих, занятых на всех видах оборудования, установлен-
ного в штамповочном агрегате. Число производственных
рабочих для каждого агрегата или поточной линии определяют
по формуле
с„лб
пр
Р
где ф— загрузка пресса или поточной линии в ч;
Лб — число рабочих, работающих в бригаде на данном обо-
рудовании;
Ф„ — действительный фонд времени рабочего в ч.
Значение С„ берут из ведомости технологического процесса.
Значение J7& t; приним ют по та л.
Таблица 7б'
Число рабочих, работающих в бригаде
Усилие
или масса
падающих
частей
Число
рабочих
в бригаде
Ковочно-штамповочное оборудование
Паровоздушный штамповочный молот с массой па-
дающих частей в т
Молоты высокоскоростной штамповки с энергией
удара в кн м
Кривошипные ковочно-штамповочные прессы уси-
лием в кн
Горизонтально-ковочные машины усилием в кн
0,63 — 25
25 — 630
6300 — 80 000
1600 — 31 500
2 — 12
2 — 8
2 — 6
2 — 4
Затем определяют число других категорий работающих
в проектируемом цехе, в основу этого расчета берут число
производственных рабочих. К другим категориям относятся
вспомогательные рабочие, инженерно-технические работники
(ИТР), служащие и младший обслуживающий персонал (МОП).
К вспомогательным относятся рабочие, обслуживающие
транспорт, склады, ремонтные мастерские и т. д. В зависимости
от масштабов производства, уровня механизации основных и
вспомогательных работ, особенностей производственного процес-
са количество вспомогательных рабочих составляет 90 — 110'/О
числа производственных рабочих. Примерный состав раз-
личных категорий, работающих в зависимости от числа
производственных рабочих, приведен в табл. 77.
бранные расчета о числе рабочих заносят в форму 11.
393

Таблица 77
Число производственн ых
рабочих в цехе
Категория работающих
До 150 До 300
Свыше 300
Вспомогательные рабочие в о/О
производственных рабочих
ИТР в ' от числа рабочих
Служащие в '/0 от числа рабочих
МОП в.o/0 от числа рабочих
ИТР технического контроля в '/0
рабочих
Контролеры в о/О от числа рабочих
от числа
110
10
3
2
100
8
2,5
2
90
7
2
1,5
от числа
1,5
5
0,8
3
П р и м е ч а н и е. При наличии автоматизированного производства число вспо-
могательных рабочих определяется с учетом коэффициента К, величина которого зави-
сит от объема автоматизированного производства. При объеме автоматизированного
производства до 30о~~ К = 1,3; при объеме 50о~ К = 1,5 и при объеме 100о~~ К = 2.
Форма 11
Сводка рабочей силы
Число
людей
Примечание
Категория работающих
Рабочие:
производственные
вспомогательные
в ® отчисла производственных
рабочих
Итого
ИТР
Служащие
МОП
в О~~ от общего числа рабочих
Итого
Всего рабочих
394
Яля разработки некоторых специальных частей проекта, на-
пример бытовых помещений и др., необходимо знать число
работающих мужчин и женщин в проектируемом цехе. При этом
из практики проектирования установлено, что число женщин со-
ставляет 20% общего количества работающих.
Трудоемкость — показатель, характеризующий экономиче-
скую целесообразность принятого количества производственных
рабочих, а следовательно, и всего состава работающих для вы-
полнения заданной программы.
Трудоемкость определяют по формуле
c„
Е, =
rI„'

где ф— общее количество чел.-час (производственных рабо-
чих), потребное для выполнения годовой программы;
Пц — годовая программа в т или в комплектах.
Трудоемкость определяют по производственным рабочим, од-
нако правильнее ее определять по количеству всех работающих
в цехе.
Зная нормативную или фактическую (по аналогичному произ-
водству) трудоемкость, можно определить количество рабочих,
необходимое для выполнения заданной программы.
ф 114. ОСНОВНЫЕ И ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Металл. В техническом проекте количество металла, необхо-
димое для выполнения годовой программы цеха, подсчитывают
для определения:
грузооборота цеха и завода;
площади склада металла;
себестоимости продукции, выпускаемой кузнечным цехом;
коэффициента использования металла, характеризующего
прогрессивность принятого технологического процесса изготов-
ления поковок и деталей.
В зависимости от степени проработки проекта кузнечного це-
ха применяют разные методы определения количества металла
Q , необходимого для выполнения заданной цеху годовой про-
граммы П„.
При укрупненном расчете находят общую массу металла без
разбивки его на марки и размеры поперечного сечения:
100ПЧ
Q Ц
а
где а — выход годных поковок в '/о.
В среднем выход годных поковок при штамповке составляет:
75О/о для поковок массой до 1 кг, 80'/о до 5 кг и 85'/о свыше 5 кг.
При детальном расчете расход металла определяют на осно-
вании данных, полученных при разработке технологических про-
цессов изготовления отдельных поковок и деталей из них.
Потребное количество металла определяют из выражения
Q =Qg+QÄ
где Яд — масса деталей на программу цеха, изготовляемых из
ПОКОВОК;
Q, — суммарная масса отходов.
Массу деталей Яд определяют суммированием масс обрабо-
танных деталей, которые приведены в картах технологических
процессов или на чертеже обработанных деталей.
Суммарную массу отходов Q, определяют на основании дан-
ных, полученных при разработке всего комплекса технологиче-
ского процесса изготовления деталей.
395

Суммарная масса отходов может быть определена по фор-
муле
Ур+ Уу+ У+ Ус
100
где у„— отходы металла при раскрое сортового проката на за-
готовки мерной длины; они образуются в результате
некратности проката, отрезки дефектных концов и по-
тери на распиловку (при разрезке на дисковых пилах
у„=2 );
у„— отходы металла при нагреве и подогреве заготовок
(угар); составляют 2 — 3 "/о,
у, — отходы металла при изготовлении штампованных по-
ковок (обсечка, выдра, облай, концевые остатки и на-
ладочный брак); суммарное количество их составляет
~ 160/0
у, — отходы металла в виде стружки при механической об-
работке поковок резанием; составляют -20 .
При повышении производственной культуры на предприяти-
ях, совершенствовании технологических процессов и снижении
брака приведенные средние данные должны быть улучшены.
Данные о расходе металла по маркам стали, формам и раз-
мерам поперечных сечений и годовой потребности вносят в фор-
му 12.
Форма 12
Расход металла
Сечение
Металл
Годовая
потреб-
НОСТЬ В ~И
Примеча-
Ние
ГОСТ
Размеры
В ММ
Марка Профиль
Каименование
ф 335. ШТАМПЫ
Штампы являются основным инструментом при изготовлении
штампованных поковок.
Для выявления всех материальных затрат, связанных с экс-
плуатацией штампов, в техническом проекте их подразделяют
396
Вспомогательные материалы. Данные о них включают в тех-
нический проект для определения себестоимости готовой про-
дукции.
В состав вспомогательных материалов входят смазочные ма-
териалы, обтирочные материалы, огнеупоры для ремонта нагре-
вательных установок, дробь для очистки поковок от окалины,
масло для термической обработки поковок и т. д.
В техническом проекте расход вспомогательных материалов
принимают из расчета 3 руб. на 1 т готовой продукции.

на штампы основного и начального фонда и годового рас-
хода.
Основной фонд. К нему относятся штампы, необходимые для
выполнения всех штаыповочных операций по изготовлению по-
ковок, включенных в программу цеха. Основной фонд штампов
определяют на основании разработанного технологического про-
цесса по каждой операции.
Начальный фонд штампов устанавливают для определения
капитальных затрат на их приобретение или изготовление пло-
щади складов для хранения штампов, размеров и количества
оборудования штампа-инстру-
ментальных цехов и ремонт-
Количество запасных ных баз для ремонта штампов.
штампов-дублеров Начальный фонд состоит из
штампов основного фонда и
его дублеров. Под дублерами
понимают количество запас-
ных штампов, которое необхо-
димо для бесперебойного вы-
полнения годовой программы
выпуска продукции в проекти-
руемом цехе. Количество дуб-
леров зависит от стойкости
штампов и серийности произ-
Количество штампов-
дублеров при выпуске
поковок в шт. (до)
Штампы
Более
20 000
20 000
Кузнечные
Обрезные
Гибочные
Правочные
и чеканочные
Количество операций,
закрепленных за одной
машиной
Количество операций,
закрепленных за одной
машиной
0,6
0,5
0,4
0,3
0,25
10
12
и
15
18
2,0
1,5
I 25
1,0
0,8
В техническом проекте годовой расход штампов определяют
приближенно из равенства
Ш=nk,
где Ш вЂ” годовой расход штампов в т;
397
водства деталеи.
B табл. 78 приведена при-
мерная зависимость количества деталей в программе выпуска
от потребности в запасных штампах-дублерах различных типов.
Годовой расход штампов необходим для определения стои-
мости расходуемых штампов, которая учитывается при опреде-
лении себестоимости готовой продукции. Под годовым расходом
понимают фактический расход штампов, списанных с эксплуата-
ции в результате поломок или износа.

и — основной фонд штампов, закрепленных за определен-
ной машиной, в т;
k — коэффициент, учитывающий количество операций, за-
крепленных за одной машиной.
ф f f6. СОСТАВ ЦЕХА, ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЛОЩАДИ
И ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ЗДАНИЯ
В состав цеха входят производственные и вспомогательные
отделения, склады, служебные и бытовые помещения.
g производственным отделениям относятся заготовительное
и основные производственные отделения (штамповочных моло-
тов, кривошипных ковочно-штамповочных прессов, горизонталь-
но-ковочных машин, термическое, очистное и правочно-чеканоч-
ное). 1~ вспомогательным отделениям относятся мастерские по
мелкому и среднему ремонту оборудования, штампов; энергети-
ка цеха, нагревательных установок; пирометрическая станция;
генераторная станция т. в. ч.; помещение для воздуходувок и
сантехнических установок.
В кузнечно-штамповочных цехах имеются склады металла,
заготовок, поковок, облоя, запасных частей, штампов, приспо-
соблений, индукторов, электродвигателей, огнеупоров и кладо-
вые инструмента и вспомогательных материалов.
Р служебным и бытовым помещениям относятся администра-
тивные, конторские для технической части, для установки счет-
но-решающих машин, для лаборатории, для приема горячей и
холодной пищи, зал для физкультуры и отдыха, душевые, гарде-
роб и санузлы.
Заготовительные отделения, склады металла, мастерские по
ремонту оборудования и штампов предусматривают для специа-
лизированных кузнечных цехов на агрегатных заводах. На куз-
нечных заводах указанные отделения выделяют в самостоятель-
ные производства и размещают в отдельных зданиях.
Определение площади. При укрупненном расчете общую пло-
щадь цеха (без бытовых помещений) определяют по формуле
F= "м',
Пц
гЬ
где τ— годовая программа цеха в т;
г — годовой выпуск поковок в т, отнесенный к 1 м' общей
площади цеха при его работе в одну смену;
b — количество смен работы цеха.
Величину г определяют в зависимости от серийности произ-
водства и характеристики поковок по аналогичному утвержден-
ному проекту цеха или по данным действующих цехов с более
совершенной организацией производства аналогичных поковок.
398

Более точно общая площадь цеха может быть определена в
результате произведенной планировки оборудования и всех вспо-
м.огательных служб.
Определение основных параметров здания. Под ш и р и н о й
пролета подразумевают расстояние между внутренними пане-
лями стен здания в поперечном направлении. Если здание мно-
гопролетное, то ширину крайних пролетов измеряют от внутрен-
ней панели стены до центров колонны, а ширину внутренних
пролетов в между центрами колонн. Ширина пролета зависит
от типов штамповочного оборудования и схемы его располо-
жения.
Ширина пролета зависит от габаритных размеров оборудова-
ния, фундаментов, а также от размеров транспортных средств и
средств механизации технологических процессов. Чем больше
усилие или масса падающих частей машины, тем шире должен
быть пролет цеха.
1~огда оборудование расположено так, что рабочее место об-
ращено в сторону стены или колонн здания (рис. 321), расстоя-
ние между внутренней панелью колонны и выступающей частью
станины оборудования определяют исходя из следующего:
возможности свободного обслуживания машины рабочим пер-
соналом с соблюдением норм техники безопасности;
возможности подачи мостовым краном штампа и его уста-
новки на машину;
возможности монтажа и демонтажа основных узлов машины
во время ее ремонта.
Яля обеспечения перечисленных условий расстояние А долж-
но быть не менее 4 м.
При изготовлении поковок от прутка, например при работе
на горизонтально-ковочных машинах, указанное расстояние А
определяют по формуле
А = 1„,+IIÄ
где l„,— длина прутка (исходной заготовки), которая прини-
мается не более 6 м;
Ï~ — проход для рабочих, равный 1,5 м.
1~огда между колонной и оборудованием установлены сред-
ства механизации, расстояние А определяют по формуле
А = п1+ пи+ пз+ йа
где п1 — расстояние от колонны до наружного габаритного раз-
мера подвесного конвейера; обычно принимают равным
1,5 — 2,0 м;
132 — проход для рабочих, равный 1,5 м;
n3 — длина манипулятора, перекладчика или посадочной
машины;
n4 — расстояние от головки манипулятора до станины обо-
рудования; оно равно максимальной длине заготовки
+100 мм.
399

1<о да оборудова ие располож но т к, то го тыль ая с
рона обращена в сторону стены или колонн здания, расстояние
между внутренней панелью колонны и выступающей частью
станины оборудования определяют исходя из следующего:
свободного прохода обслуживающего персонала;
возможности монтажа и демонтажа основных узлов машины
во время ее ремонта с использованием мостового крана, если
с тыльной стороны оборудования не предусмотрена установка
средств механизации или выдвижного стола и других частей ма-
шины. В противном случае указанное расстояние определяют по
методике, приведенной выше.
При наладке, эксплуатации и ремонте оборудования с помо-
щью мостового крана необходимо учитывать расстояния от цент-
ра подкранового пути до максимального приближения главного
крюка l& t и l gt и до вспомогате ьного кр к l gt; и 14 (р с.
расстояния не обслуживаются мостовым краном и в практике
называются «мертвыми зонами».
Зоны, не обслуживаемые мостовым краном, должны быть уч-
тены при определении расположения оборудования в плане цеха
и при установке мостовых кранов грузоподъемностью главного
крюка 10 — 250 т и вспомогательного крюка 3 — 30 т. При этом
указанные расстояния составляют: li — — 1100 —: 2500 мм; lg =
= 800 —: 3200 мм; lg — — 2250 —: 3800 мм; l4 — — 1000 —: 1200 мм.
Оборудование располагают в цехе вдоль и поперек пролета.
При продольной планировке агрегаты расположены, как прави-
ло, в два ряда, в некоторых случаях их устанавливают в один
ряд. В один ряд устанавливают крупное оборудование, например
штамповочные молоты с массой падающих частей от 10 т, кри-
вошинные ковочно-штамповочные прессы усилием от 80 Мн
(8000 Т), горизонтально-ковочные машины усилием от 20 Мн
(2000 T) и более.
В некоторых существующих кузнечных цехах из-за ограничен-
ной ширины пролета в один ряд устанавливают не только круп-
ногабаритное, но и мелкогабаритное оборудование.
При двухрядном расположении оборудования вдоль пролета
ширина последнего может быть определена по формуле (см.
рис. 321)
В„„= А+ А,+О+О,+А„,
где А и A& t; Ђ” расстоя ия от разбивоч ой си до стан ны пер
ней части машины; эти расстояния принимают в
зависимости от вида оборудования, характера тех-
нологического процесса и применяемых средств
механизации;
Π— размер станины (спереди назад) наибольшей ма-
шины или нагревательной установки, расположен-
ных в первом ряду;
О~ — то же, расположенных во втором ряду;
Ац — ширина центрального проезда.
400

0)
Х
QJ
й1
Ф
з
И:
55
Ф
О
й~
ъ
О
~С~
О
tg
й
И:
1=»
О
И
v
С2,-
Х
&lt
СЧ
Щ
и
й
а
° » фЮ
о
( Ю
о
о
о
ж
CJ
а.
l
° В
~3' 63
° a М
Щ
О
Ф &a
а. о
~: l
Cd
(М)
3
l
Р'
о ~
Ф
а.
о
й
к
ай
1
щ
о
о
М
Е щ
й
° »
63
Qi
о
Б ф~~
а ф
~ 2
~ о
М
О
о
Ж
CJ
Ф
Ю
В:~~
о
Ф
С4
(
63
о ~
0
ф.) 1»
Ж g
й;
I
l C
С1~ д~
Ф
Ф2
Ф
° Д~~
л
° °
~~ о
М
CC
ф~~ 3~
~ о
щ Ю
° ю
о
И
}
~о
Ф
о
О
й Я
М С4
Р~
В:~~
ж о
2а
3.
Ю
. о
401

Размеры 0 и О& t; бе ут по рабо им черте ам э их ма ин
нагревательных установок.
Центральный проезд следует рассчитывать исходя из двухсто-
роннего движения колесного транспорта. Ширину проезда при-
нимают равной 5 — 6 м. Полученную по расчету ширину пролета
уточняют по унифицированным размерам ширины пролетов.
Яля промышленных одноэтажных зданий применительно к куз-
нечным цехам установлена следующая, ширина пролетов: !8; 24;
30 и Зб м. Следовательно, если по расчету ширина пролета рав-
на 28 м, то следует принимать унифицированную ширину, рав-
ную 30 м.
Если оборудование, установленное в цехе, имеет разные габа-
ритные размеры, то ширину пролета определяют исходя из мак-
симальных размеров.
Если для размещения оборудования с разными габаритными
размерами необходимо многопролетное здание, а пролеты по
расчету получаются разной ширины, то для унификации строи-
тельных элементов здания рекомендуется принимать пролеты
одинаковой ширины, которая соответствует ширине наибольшего
пролета. Однако это положение распространяется на случаи,
когда в здании имеется 50'/о широких пролетов и более. Напри-
мер, по расчету требуется трехпролетное здание, в котором два
пролета имеют ширину 30 и и один 24 м. В этом случае ширину
каждого пролета принимают равной 30 м.
Дл и ну однопралетного здания определяют двумя
способами:
по укрупненным расчетам, т. е. делением общей площади (оп-
ределяемой по удельным показателям) на выбранную ширину
пролета;
путем планировки технологического и транспортного оборудо-
вания с нанесением на план цеха всех складов и вспомогатель-
ных служб. В первом случае допускаемое отклонение длины це-
ха составляет <-10' о. Во вто ом слу ае дл на прол та мо
быть точно определена.
Ялику здания по укрупненным расчетам определяют для вы-
дачи предварительного задания строителям на предмет разра-
ботки технического проекта архитектурно-строительной части
кузнечного цеха. При разработке рабочих чертежей архитектур-
но-строительной части длину цеха уточняют при планировке
оборудования.
Ялику многопролетного здания определяют так же, как и од-
нопролетного, но если по планировке оборудования длина про-
летов различна, то все пролеты принимают одинаковой длины,
которая соответствует максимальной длине пролета. Длину цеха,
полученную по расчету, следует скорректировать в соответствии
с длиной унифицированной схемы.
В ы с о т а з д а н и я. Здание кузнечного цеха имеет строи-
тельную и технологическую высоту. Строительную высоту зда-
402

ния измеряют от уровня пола до низа конструкции покрытия.
Технологическую высоту здания h& t; измер ют от уро ня по
обозначенного на рис. 321 знаком ~ 0,00, до подкрановых путей
(отметка головки кранового рельса).
Технологическую высоту определяют по формуле
1 3+ 4+ 5~
где h3 — высота машины (максимального габаритного размера)
от уровня пола;
h4 — расстояние между машиной и фермой или выступаю-
щей частью мостового крана (без учета кабины); оно
должно быть не менее 400 мм (кабину крана устанав-
ливают в зоне, где нет оборудования большой высоты);
hg — свисание мостового крана относительно головки кра-
нового рельса; величину свисания принимают по харак-
теристике крана.
Полная высота Н цеха до низа конструкции покрытия (см.
рис. 321) складывается из высоты от уровня пола до головки кра-
нового рельса h( и высоты hg, включающей габаритные размеры
крана h& t и дополнитель ый раз ер 00 Ђ” 250мм,кото ый учи
вает возможный прогиб стропильных ферм и связей по нижним
поясам последних, а также обычную конструкцию этих связей с
выступающими к низу полками уголков. Высоту Н принимают
кратной 1,8 м.
При проектировании новых кузнечных цехов технологическую
высоту принимают в соответствии с данными, установленными
для унифицированных схем одноэтажных промышленных зданий
с мостовыми кранами грузоподъемностью 0 — 50 т. Эти данные
приведены в табл. 79.
Таблица 79
Технологическая высота здания в зависимости от ширины пролета
и грузоподъемности мостовых кранов
403
26»

При установке мостовых кранов грузоподъемностью более
50 т, а также при ширине пролета 36 м и более технологическую
высоту здания определяют по расчету; в каждом отдельном слу-
чае она должна быть кратной 1,8 м.
ф 117. КОМПОНОВКА ПЛОЩАДЕЙ И ПЛАНИРОВКА ОБОРУДОВАНИЯ
Производственные отделения. Компоновка площадей, на ко-
торых предполагается разместить оборудование, должна быть
выполнена в соответствии с последовательностью технологиче-
ского процесса.
gIJIH кузнечных цехов эта последовательность следующая:
склад заготовок, нагрев заготовок, процессы штамповки на раз'-
личных типах оборудования, обрезка облоя, правка, термическая
обработка, очистка окалины, правка, чеканка, контроль, консер-
вация (для поковок, отправляемых другим заводам), склад по-
ковок.
Если требуется установить на заводе штамповочное оборудо-
вание разных типов, то штамповочные молоты, кривошипные ко-
вочно-штамповочные прессы и горизонтально-ковочные машины
следует размещать в отделыных зданиях. В тех случаях, когда
по каким-либо условиям выполнить это не представляется воз-
можным, следует стремиться хотя бы подразделить оборудование
на две основные группы — штамповочные молоты и кривошип-
ные машины. К последней группе должны быть отнесены криво-
шипные ковочно-штамповочные прессы и горизонтально-ковоч-
ные машины.
Компоновка площадей при серийном и мелкосерийиом про-
изводствах поковок. Для однотипного оборудования отводят от-
дельные площади, на которых его устанавливают обычно по убы-
вающим размерам (по направлению потока металла от склада
заготовок).
Яля рассматриваемых типов производства поковок термиче-
ские отделения и отделения отделочных операций размещают на
обособленных участках. При этом они должны быть расположе-
ны таким образом, чтобы обеспечивалась передача поковок от
штамповочных агрегатов безрельсовым транспортом или мосто-
выми кранами.
Компоновка площадей при крупиосерийиом и массовом про-
изводствах поковок. При крупносерийном и массовом производ-
ствах поковок создают комплексные поточные механизированные
или автоматические линии. При этом оборудование устанавлива-
ют в той последовательности, которая необходима по принятому
технологическому процессу.
Если на кузнечном заводе имеются одновременно среднесе-
рийный и крупносерийный или массовый типы производства по-
ковок, то массовые и крупносерийные производства должны на-
ходиться в отдельных зданиях.
404

Вспомогательные отделения следует располагать так, чтобы
они не нарушали поточности изготовления поковок в производ-
ственных отделениях.
В многопролетных зданиях вспомогательные отделения сле-
дует размещать в самостоятельном пролете или на части длины
крайнего пролета. При этом надо стремиться к тому, чтобы эти
отделения были как можно ближе расположены к тем участкам
цеха, с которыми они связаны в процессе работы. Например,
склад штампов следует размещать вблизи штамповочного обо-
рудования.
Служебно-бытовые помещения следует располагать так,
чтобы:
при выходе из них не проходил в непосредственной близости
железнодорожный путь, пересекающий путь, по которому дви-
жутся люди;
была обеспечена возможность дальнейшего расширения куз-
нечного цеха без сноса служебно-бытовых помещений;
расстояние от служебно-бытовых помещений до самых даль-
них производственных и вспомогательных отделений не превы-
шало 200 м.
Обычно служебно-бытовые помещения располагают в торце
здания кузнечного цеха. Когда длина кузнечного цеха превыша-
ет 200 м, служебно-бытовые помещения целесообразно разме-
щать с двух его сторон.
Расположение оборудования. Существуют два основных ва-
рианта расположения оборудования в кузнечных цехах. При од-
ном варианте технологический процесс и грузопоток направлены
вдоль оси пролета; такое продольное расположение оборудова-
ния получило распространение в однопролетных зданиях и зда-
ниях П- и Ш-образной формы. Здания П- и Ш-образной формы
для кузнечных цехов в настоящее время не строят.
При другом варианте технологический процесс и грузопоток
направлены поперек пролетов здания; такое поперечное располо-
жение оборудования получило распространение главным обра-
зом в многопролетных зданиях. Однако штамповочные линии,
состоящие из нагревательной установки, кривошипного ковочно-
штамповочного пресса и обрезного пресса, при достаточной ши-
рине пролета могут быть расположены в поперечном направ-
лении и в однопролетном здании.
Расположение оборудования при продольном
г р у з о п о т о к е. При таком грузопотоке применяют две основ-
ные схемы расположения оборудования.
По первой схеме оборудование устанавливают вдоль пролета
в два ряда, удаленных от продольных стен здания на расстояние,
которое достаточно для создания необходимых условий эксплуа-
тации и обслуживания оборудования с применением соответст-
вующих средств механизации. В этом случае рабочие места у
оборудования расположены со стороны продольных стен, а в
405

центре пролета образуется проезд. Эта схема является класси-
ческой для кузнечных цехов, в которых установлены ковочные и
штамповочные молоты, а также горизонтально-ковочные маши-
ны. При этом встречные людские и грузовые потоки напольного
и подвесного транспорта сосредоточены, как правило, в одном
центральном проезде, что является существенным недостатком
рассматриваемой схемы.
По второй схеме оборудование устанавливают в два ряда,
удаленных от продольных стен здания на расстояние, которое до-
статочно только для создания боковых проходов для обслужива-
ния оборудования во время его ремонта; рабочие места у обору-
дования расположены со стороны центрального проезда. Схему
применяют главным образом для цехов, в которых установлены
фрикционные прессы и горизонтально-ковочные машины для
высадки поковок из заготовок мерной длины. Преимущество
этой схемы заключается в том, что грузовые потоки сосредото-
чены в центральном проезде, а людские потоки (кроме централь-
ного проезда) могут быть сосредоточены в боковых проходах.
В случаях применения обеих схем расположения оборудова-
ния следует придерживаться следующих правил.
Первое правило — оборудование каждого ряда должно быть
расположено так, чтобы рабочие места были на прямой линии
параллельно оси пролета; это позволяет упростить расположение
средств механизации, предназначенных для обслуживания агре-
гатов.
Второе правило — ширина центрального проезда должна
быть примерно одинакова по всей длине пролета, что может
быть достигнуто расположением оборудования в одном продоль-
ном ряду в порядке возрастания его габаритных размеров, а в
другом — в порядке уменьшения этих габаритных размеров.
Третье правило — если в одном пролете установлено обору-
дование разных типов, то при планировке по первой схеме, когда
нагревательные установки должны находиться слева от рабочего
места (штамповочные молоты, кривошипные ковочно-штамповоч-
ные прессы и т. д.), оборудование следует располагать в правом
ряду (по направлению движения металла из склада заготовок к
оборудованию), а оборудование, у которого нагревательные ус-
тановки должны находиться справа от рабочего места (горизон-
тально-ковочные машины и др.), следует располагать в левом
ряду. При планировке оборудования по второй схеме оборудова-
ние должно быть расположено в обратном порядке.
В тех случаях, когда только одна из указанных двух групп
оборудования занимает оба ряда, в одном из них неизбежны пет-
ли в грузопотоке.
Расположение, оборудования при поперечном
грузопотоке. Такое расположение в основном применяют в
кузнечных цехах при массовом и крупносерийном производствах
поковок с применением кривошипных ковочно-штамповочных
406

прессов или штамповочных автоматов. При этом используют две
основные схемы расположения кривошипных ковочно-штампо-
вочных прессов.
По первой схеме штамповочные линии, состоящие из нагре-
вательной установки, штамповочного пресса и обрезного пресса,
устанавливают в одном пролете перпендикулярно продольной
его оси с образованием двух боковых проездов. При такой схеме
все нагревательные установки расположены по прямой линии
вдоль одного бокового проезда, а обрезные прессы — вдоль дру-
гого бокового проезда. Таким образом, по одному проезду пода-
ют заготовки, а по другому удаляют поковки.
Такое расположение оборудования позволяет установить кри-
вошипные ковочно-штамповочные и кривошипные прессы для
обрезки облоя на траншейных фундаментах. При этом в тран-
шейкам фундаменте могут быть расположены транспортеры для
непрерывного удаления поковок и аблая.
По второй схеме штамповочные линии, совмещенные с терми-
ческими агрегатами, расположены в поперечном направлении
многопролетного здания, а нагревательные установки — по пря-
мой линии вдоль проезда, который прилегает к складу нарезан-
ных заготовок; термические агрегаты прилегают к складу гото-
вой продукции. Такое расположение оборудования (как и по
первой схеме) позволяет устанавливать кривошипные ковочно-
штамповочные прессы и прессы для обрезки аблая на траншей-
иых фундаментах. При этом исключаются межоперационные пе-
ревалки полуфабрикатов.
По первой и второй схемам кривошипные ковочно-штампо-
вочные прессы и прессы для обрезки аблая устанавливают в ли-
ниях так, чтобы заготовки и полуфабрикаты в процессе штам-
повки перемещались через боковые окна.
От правильности взаимного расположения технологического
и транспортного оборудования зависит рациональная организа-
ция рабочих мест и, следовательно, производительность труда, а
также выполнение правил техники безопасности.
ф 118. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАССТОЯНИЯ МЕЖДУ ОБОРУДОВАНИЕМ
При планировке оборудования, помимо его взаимного распо-
ложения, немалое значение имеет и то, на каком расстоянии оно
находится друг от друга. Если, например, печь будет находиться
на очень большом расстоянии от молота, то путь, проходимый
рабочим от печи до молота и обратно, излишне удлиняется, при
этом рабочий утомляется, усложняются средства механизации и
увеличивается площадь, занимаемая оборудованием. Малые рас-
стояния между оборудованием приводят к тесноте, а это, в свою
очередь, снижает производительность труда и ухудшает условия
техники безопасности. Следовательно, оборудование должно
407

быть установлено на таком расстоянии друг от друга, при кото-
ром исключались бы указанные недостатки.
Из практики проектирования кузнечных цехов, а также опы-
та работающих предприятий для основных видов кузнечного
оборудования разработаны нормы расстояний между ним, эле-
ментами здания и смежным оборудованием. В этих нормах уч-
тено наличие у оборудования вспомогательных площадей для
заготовок, поковок и аблая, а также необходимые условия тех-
ники безопасности.
При разработке конкретной планировки оборудования дан-
ные, приведенные в нормах, могут быть даны с отклонениями,
что не снижает их ценности при проектировании кузнечных
цехов.
Варианты планировок рационального расположения разных
типов кузнечно-штамповочного оборудования в зависимости от
механизации процессов, на которых нанесены расстояния между
оборудованием и между оборудованием и элементами здания,
приведены в учебном пособии «Механизация и автоматизация в
кузнечном производстве» [27].

ЛИТЕРАТУРА
1. А бр а м сон С. И. Изготовление зубчатых колес с применением горя-
чей накатки. МДНТП, 1957.
2. Алты кас А. В. Определение усилия деформирования при секционной
штамповке поковок типа дисков. «Кузнечно-штамповочное производство»,
1959, № 5.
3. Арен гольд М. А. Новая технология производства шаров для раз-
мольных мельниц. «Вестник машиностроения», 1956, № 4.
4. Ари сто в В. М. Прогрессивная технология кузнечно-штамповочного
производства. М., Машгиз, 1956.
5. Ар и сто в В. М., Ма рт ы нов В. Н. Технологический справочник по
ковке и объемной штамповке. М., Машгиз, 1959.
6. Б а б е н к о В. А., Ш а и о ш н иков Д. Е. Технологический справочник
по ковке и объемной штамповке. М., Машгиз, 1959.
7. Б о ч в а р А. А. Металловедение. М., Металлургиздат, 1956.
8. Б рюх а н о в А. H. и др. Технология металлов. М., Машгиз, 1955.
9. Бр юх а нов А. Н., P ебел ьски й А. В. Горячая штамповка, кон-
струирование и расчет штампов. М., Мащгиз, 1952.
10, Б р ю х а но в А. Н. Ковка и объемная штамповка. М., Машгиз, 1960.
11. Б ялк о вск а я В. С., P у сан ов Ф. Ф. Экономика кузницы нового
типа. М., Машгиз, 1956.
12. Бялковская В. С. Экономические вопросы механизации и авто-
матизации в кузнечном производстве. М., «Машиностроение», 1965.
13. В а си лье в Г. Т. Горячая штамповка под молотами. ЛДНТП, 1954.
14. В о л од и н Н. И. Прогресс кузнечно-штамповочного производства в
тракторном и сельскохозяйственном машиностроении. «Кузнечно-штамповоч-
ное производство», 1969, № 10.
15. Гл уш ко в В. Н. Кузнечно-штамповочный цех нового типа. Сб. «Про-
грессивная технология горячей штамповки». М., Машгиз, 1955.
16. Г р о м И. К. Свободная ковка. М., Машгиз, 1955.
17. Г о ст е в В. И. Качество штампованных поковок, М., Мащгиз, 1947.
18. Г у б к и н С. И. Пластическая деформация металлов. Т. П. M., Ме-
таллургиздат, 1960.
19. 3 и м и н А. И. Гидровинтовой пресс-молот. Сб. МВТУ «Машины и
технология обработки металлов давлением». Машгиз, 1957.
20. 3 ал есс к и й В. И., Ll, и б а нов М. С. Исследование процесса глу-
бокой прошивки. Сб. трудов МИС, № 31. М., Металлургиздат, 1953.
21. 3 и ми н А. И. Машины и автоматы кузнечно-штамповочного произ-
водства. М., Машгиз, 1953.
22. К а м не в П. В. Новое в технологии кузнечно-штамповочного произ-
водства. ЛДНТП, 1953.
23, Кричи н ски й И. И. Ковочные вальцы для предварительного про-
филирования заготовок. «Технология автомобилестроения». 1956, 1~а 1.
24. К ры мски й И. И. Горячая штамповка. М., Трудрезервиздат, 1958.
25. Л а и ш и н В. А. Электровысадка автомобильных деталей. «Автомо-
бильная и тракторная промышленность», 1955, № 12.
409

26. Л итв а к Л. К. Методика расчета размеров заготовок при штампов-
ке на ГКМ и раскатке. М., ЦБТИ, 1955.
27. Мансуров А. М. Механизация и автоматизация в кузнечном про-
изводстве. М., «Машиностроение», 1966.
28. М а р ты но в В. Н. Исследование процесса штамповки в вальцах. М.,
Машгиз, 1952.
29. Ма ссен В. А. Пути развития кузнечно-штамповочных цехов. «Вест-
ник машиностроения», 1958, № 8.
30. Н ата н зон Е. И. Электровысадка деталей. «Технология автомоби-
лестроения», 1957, № 6.
31. Н о ри цы н И. А., В л а со в В. И. Автоматизация и механизация тех-
нологических процессов ковки и штамповки. М., «Машиностроение», 1967.
32. Н о р и ц ы н И. А,, Ш е х т е р В. Я., P о в и н с к и й Г. Н. Основы про-
ектирования цехов листовой штамповки. М., «Машиностроение», 1964.
33. Орлов А. В. Профилирование на ковочных вальцах заготовок для
горячей штамповки. «Технология автомобилестроения», 1956, № 1.
34. Островский В. П. Справочник конструктора по холодной штам-
повке. М., Машгиз, 1957.
35. Ох ри мен ко Я. М. Горизонтально-ковочные машины. М., Машгиз,
1948.
36. Ох ри менко Я. М. Технология горячей штамповки стали. М, Маю-
гиз, 1949.
37. Охри менко Я. М. Основы технологии горячей штамповки. М.,
Машгиз, 1957.
38. П р о т о и о п о в О. В. Технология высадки поковок из трубчатых за-
готовок. «Технология автомобилестроения», 1958, № 3.
39. Ребел ьский А. В. Штамповка на молотах. Штамповка на гори-
зонтально-ковочных машинах. Штамповка на фрикционных. прессах. Штам-
повка выдавливанием. Технологический справочник по ковке и объемной
штамповке. М., Машгиз, 1959.
40. Ребельский А. В. Развитие процессов объемной горячей штам-
повки на кривошипных прессах. НИИТАвтопром, 1957.
41. P е б е л ь с к и й А. В. Технология штамповки выдавливанием. МДНТП,
1958.
42. P ебельски й А. В. и др. Штамповка поковок s разъемных матри-
цах. «Кузнечно-штамповочное производство», 1962, № 12.
43. P и мш а н А. В. Прокатка шаров. «Вестник машиностроения», 1956,
№ 9.
44. Сабуров Э. Н. К расчету сопротивления циклонно-вихревых нагре-
вательных камер. «Кузнечно-штамповочное производство», 1970, № 5.
45. С а моши н И. Г. Термическая обработка. М., Машгиз, 1962.
46. С огреш и н Ю. П. и др. Разработка технологических процессов вы-
сокоскоростного деформирования металлов. «1~узнечно-штамповочное произ-
водство», 1966, № 12.
47. Справочник рабочего кузнечно-штамповочного производства. Сверд-
ловск, Машгиз, 1961.
48. Справочник «Ковка и объемная штамповка». Под ред. М. В. Сторо-
жева. Т. 1. и 2. М, «Машиностроение», 1967, 1968.
49. Сторожев М. В., Попов Е. А. Теория обработки металлов дав-
лением. М., «Высшая школа», 1963.
50. Типовые решения по технологическим процессам изготовления заго-
товок (поковок) для наиболее распространенных и трудоемких общемашино-
строительных деталей. М., Научно-исследовательский институт информации по
машиностроении), 1965.
51. То мл еи о в А. Д. Теория пластических деформаций металлов. М.,
Машгиз, 1951.
52. Ун ксов Е. П. Инженерные методы расчета усилий при обработке
металлов давлением. М., Машгиз, 1955.
53. Хеси н С. М. Горячая штамповка под прессами. ЛДНТП, 1954.
410

54. Хрж ановски й С. Н. Проектирование кузнечных цехов. М., Маш-
гиз, 1949,
6о. Ш а п о ш н и к о в l1. E. Штампы кривошипных ковочно-штамповоч-
ных прессов. М., Машгиз, 1956.
56. Ш м ы к о в А. А. Справочник термиста. М., Машгиз, 1956.
57. Эду ардов М. С. Горячая штамповка на горизонтально-ковочных
машинах. ЛДНТП, 1954.
58. Изготовление шаров методом поперечной прокатки. М,, ЭНИИПП,
1949.
59. ~Яели ко в А. И. Прокатные станы. М., Металлургиздат, 1946.
60. 1Яукер м аы М. Т. Штамповка на гидравлических прессах. Техноло-
гический справочник по ковке и объемной штамповке. М., Машгиз, 1959.
61. Ш ех те р В. Я. Теория диаграммы аддитивных деформаций и вычис-
ление истинного сопротивления разрушению. «Заводская лаборатория&g ;, 19
№ 8.
62. Шехтер В. Я. Применение теории кривых истинных напряжений к
различным температурным условиям деформации. Сб. МАМИ. «Процессы
штамповки и их технологические параметры». М., Машгиз, 1959.

Of ËÀIËÅКИЕ
Предисловие
Глава 1. Пластическая деформация металла
Виды деформации
Характеристика деформации
Глава II. Исходные материалы для производства штампованных поковок
Глава III. Разделка исходных материалов на заготовки .
1. Выбор способа резки
2. Резка на кривошипных ножницах
3. Конструкция ножей
ф 4. Определение потребного усилия кривошипных ножниц
5. Кривошипные ножницы
ф 6. Резка заготовок на кривошипных прессах
7. Ломка прутков на хладноломе
8. Резка заготовок на механических пилах
9. Анодно-механическая резка
Глава IV. Нагрев металла перед штамповкой
ф 10. Основные положения
11. Температурные интервалы при горячей обработке металлов
давлением
12. Нагрев заготовок в пламенных печах
ф 13. Электронагрев
ф 14. Выбор нагревательных печей
Глава К Изготовление поковок на штамповочных молотах
15. Сущность процесса и характеристика штамповочных молотов
16. Классификация молотовых поковок
ф 17. Составление чертежа поковки
18. Классификация ручьев молотового штампа
19. Выбор переходов штамповки и определение размеров исход-
ной заготовки
ф 20. Определение массы падающих частей штамповочного молота
21. Конструирование молотового штампа и его элементов
ф 22. Пример разработки технологического процесса и конструиро-
вания молотового штампа для поковки группы I
ф 23. Организация работы на штамповочном молоте
Глава VI. Изготовление поковок на кривошипных ковочно-штамповоч-
ных прессах
24. Сущность процесса и характеристика прессов
ф 25. Классификация поковок
26. Составление чертежа поковки
ф 27. Классификация ручьев штампа
412
3
5
5
7
9
14
14
16
17
20
21
24
24
26
28
30
30
32
33
40
44
ЕО
ЕО
58
61
72
8I
91
93
105
112
113
113
116
117
119

9 28. Выбор переходов штамповки, профиля и размеров исходной
заготовки . 124
9 29. Определение усилия штамповки и выбор пресса.... 137
30. Конструирование основных элементов штампа.... 139
9 31. Закрытая штамповка в разъемных матрицах..... 149
32. Организация работы на кривошипных ковочно-штамповоч-
ных прессах.............. 152
Глава Vll. Изготовление поковок на винтовых прессах и пресс-молотах 154
33. Изготовление поковок на фрикционных прессах.... 154
34. Изготовление поковок на гидровинтовых пресс-молотах .. 171
Глава VIII. Изготовление поковок на гидравлических штамповочных
прессах.............. 175
ф 35. Сущность процесса............ 175
36. Область при менения гидравлических прессов для горячей
объемной штамповки........... 175
37. Гидравлические шгамповочные прессы....... 176
38. Производительность гидравлических штамповочных прессов 178
39. Классификация поковок . . . . . . . . . . 178
9 40. Составление чертежа поковки......... 179
41. Профиль, размеры исходной заготовки н способы изготовле-
ния поковок.............. 18)
42. Определение усилия штамповки . . . . . . . . 187
ф 43. Организация работы на гидравлических штамповочных прессах 188
Глава IJ.. Обработка поковок на обрезных прессах...... 189
ф 44. Сущность процесса и характеристика прессов... 189
45. Выбор типа штампа........... 191
46. Обрезные штампы............ 192
9 47. Прошивные штампы........... 197
48. Совмещенные и последовательные штампы..... 200
ф 49. Определение усилия обрезки и выбор обрезного пресса .. 204
50. Организация работы на обрезных прессах...... 207
Глава Х. Изготовление поковок на горизонтально-ковочных машинах
(ГКМ)............... 209
э 51. Сущность процесса и характеристика горизонтально-ковочных
машин................ 209
9 52. Классификация поковок.......... 213
9 53. Составление чертежа поковки......... 215
ф 54. Классификация ручьев штампов ГКМ....... 218
55. Высадка и расчет наборных переходов...... 221
9 56. Выбор переходов штамповки н определение размеров исход-
ной заготовки..... '......... 225
57. Определение усилия штамповки н выбор ГКМ.... 238
58. Основные конструктивные элементы штампов ГКМ... 240
9 59. Организация работы на ГКМ......... 246
Глава Х1. Профилирование заготовок для штамповки..... 248
60. Сущность процесса и применяемое оборудование.... 248
61 Основные правила определения переходов и конструирования
штампов................ 250
ф 62. Определение усилия от давления металла на валки... 256
Глава ХП. Изготовление поковок в горячем состоянии на горизонтально-
гнбочных машинах (ГГМ) ....,.... 259
ф 63. Сущность процесса и характеристика ГГМ..... 259
64. Классификация поковок, изготовляемых на ГГМ.... 261
65. Переходы штамповки и размеры исходной заготовки . . . 262
413

9 66. Штампы ГГМ............ 263
67. Определение усилия прн горячей гибке..., .. 269
Глава XIII Изготовление поковок на специальных машинах... 271
68. Изготовление поковок высокоскоростной штамповкой... 271
69. Изготовление поковок на электровысадочных машинах .. 277
70. Изготовление поковок на бойковых машинах .... 280
71. Изготовление поковок на ковочных вальцах...... 283
72. Изготовление поковок поперечно-винтовой прокаткой . . . 289
73. Горячая прокатка зубчатых колес . . . . . . . . 294
74. Изготовление поковок горячей раскаткой . . . . . . 304
75. Изготовление поковок ступенчатых валов поперечно-клино-
вой прокаткой , 313
Глава XI V Термическая обработка поковок и отделочные операции, 315
76. Термическая обработка поковок........ 315
77. Очистка поковок от окалины......... 317
78. Правка поковок............. 319
79. Калибровка поковок (чеканка)......... 322
Глава XV. Контроль качества поковок......... 330
330
333
333
335
342
344
344
346
351
351
352
355
355
357
профи-
358
414
80. Сущность процесса контроля и классификация видов брака
ПОКОВОК
81. Мероприятия по борьбе с браком .
82. Выявление трещин, волосовин и других дефектов .
83. Контроль линейных размеров, перпендикулярности и парал-
лельности плоскостей, а также эксцентричности осей поковок
84. KoHTpoJIb поковок на твердость
Глава XVI Изготовление поковок из цветных сплавов
85. Общие сведения о цветных сплавах
86. Составление чертежа поковки
87. Резка заготовок .
88. Нагрев заготовок
89. Объемная штамповка
90. Обрезка поковок
91. Термическая обработка поковок
92. Очистка поковок от окалины
Глава XVII. Производственная санитария, противопожарная
лактика и техника безопасности
93. Мероприятия по ограничению шума и вибрации
94. Метеорологические условия
95. Освещение
96. Противопожарная профилактика
97. Техника безопасности
Глава XVIII. Экономические вопросы кузнечного производства
98. Общие сведения .
99. Определение затрат .
$ 100. Смета производства .
9 101. Сводная смета цеховых затрат .
$ 102. Проектная калькуляция .
$ 103. Оценка проектных решений и окупаемость капиталовложений
3 104. Технико-экономические показатели
Глава XIX. Основные сведения о проектировании кузнечных цехов
горячей объемной штамповки
$ 105. Стадии проектирования и состав проекта
$ 106. Характеристика кузнечных цехов
358
38
362
364
365
367
367
367
370
374
374
374
377
378
378
379

g 107. Программа кузнечного цеха.......... 380
108. Режим работы............. 381
g 109. Технологический процесс.......... 383
g 110. Производительность оборудования........ 384
g 111. Определение количества оборудования....... 384
й 112. Энергетические потребности кузнечного цеха..... 387
g 113 Рабочая сила,............ 392
g 114. Основные и вспомогательные материалы...... 395
|I 115. Штампы............... 396
й 116. Состав цеха, определение площади и основных параметров
здания . . . . . . . . . . . . . . . . 398
g 117. Компоновка площадей и планировка оборудования... 404
g 118. Определение расстояния между оборудованием.... 407
Литература................ 409