logo
Выбор и проектирование заготовок

Пример выполнения работы

Тема: Проектирование заготовки для заданной детали из заданной марки стали методом свободной ковки на молотах (по ГОСТ 7829).

Задание: Назначить основные и дополнительные припуски и предельные отклонения. Проверить выполнимость концевых и промежуточных уступов, буртов, фланцев и выемок для поковки круглого сечения с уступами.

Исходные данные:

Изделие "Вал с уступами" (рис. 4.1).

Производство - единичное.

Материал - Сталь 20 ГОСТ 1050-88.

Рисунок 4.1 - Вал с уступами

Решение:

1) Материал детали - конструкционная низкоуглеродистая качественная сталь 20 ГОСТ 1050.

Химический состав, механические, физические и технологические свойства конструкционной качественной углеродистой стали 20 в табл.4.1, 4.2, 4.3, 4.4 соответственно.

Таблица 4.1 - Химический состав материала сталь 20, (%)

C

Si

Mn

Ni

S

P

Cr

Cu

N

0,17.0,23

0,17… 0,37

0,5… 0,8

до

0,3

до 0,035

до 0,035

0,15… 0,35

до

0,3

до

0,008

Таблица 4.2 - Механические свойства материала

Марка стали

Временное

сопротивление

разрыву, ув, МПа

Предел

текучести,

ут, МПа

Относительное удлинение, д, %

Сталь 20

412

245

25

Таблица 4.3 - Физические свойства материала сталь20

Плотность г,

г/см3

Теплопроводность л,

Вт/ (м.°С)

Коэффициент линейного расширения

б.106, 1/°С

7,82

770

11,1

Таблица 4.4 - Технологические свойства материала сталь 20

Свариваемость:

весьма высокая

Интервал температур ковки,°С

800-1280

Пластичность при холодной обработке

высокая

Обрабатываемость резанием

высокая

Обработка давлением

высокая

2) Выбор припусков и допусков поковки вала с уступами (рис.4.1).

Назначение основных и дополнительных припусков и предельных отклонений:

а) Основной припуск z и предельные отклонения ±T/2 на диаметр назначают по рис.1 и табл.2, в зависимости от общей длины детали L и диаметра D (по табл.1):

на диаметр 390 мм припуск и предельное отклонение (17 ± 5) мм;

на диаметр 280 мм припуск и предельное отклонение (16 ± 5) мм;

на диаметр 360 мм припуск и предельное отклонение (17 ± 5) мм;

на диаметр 380 мм припуск и предельное отклонение (17 ± 5) мм;

на диаметр 330 мм припуск и предельное отклонение (17 ± 5) мм;

на диаметр 280 мм припуск и предельное отклонение (16 ± 5) мм.

б) Припуски и предельные отклонения на длину уступов и общую длину детали назначают в соответствии с рис.1, при этом длина уступов указывается от единой базы (за базу принят торец выступа диаметром 390 мм, не являющийся торцом поковки):

на длину 80 мм припуск и предельное отклонение (34 ± 10) мм;

(припуск 2•17 = 34 мм; предельное отклонение ±2•5 = ±10 мм);

на длину 430 мм припуск и предельное отклонение минус (26 ± 8) мм; (припуск 1,5•17 = 25,5 ? 26 мм; предельное отклонение ±1,5•5 = ±7,5 ? ±8 мм);

на длину 490 мм припуск и предельное отклонение минус (26 ± 8) мм; (припуск 1,5•17 = 25,5 ? 26 мм; предельное отклонение ±1,5•5 = ±7,5 ? ±8 мм);

на длину 1100 мм припуск равен нулю и предельное отклонение ±8 мм; (припуск 0 мм; предельное отклонение ±1,5•5 = ±7,5 ? ±8 мм);

на длину 1400 мм припуск равен нулю и предельное отклонение ±8 мм; (припуск 0 мм; предельное отклонение ±1,5•5 = ±7,5 ? ±8 мм);

на длину 1700 мм припуск и предельное отклонение (43 ± 13) мм; (припуск: 2,5•17 = 42,5 ? 43 мм; предельное отклонение ±2,5•5 = ±12,5 ? ±13 мм);

Поковка с назначенными на нее основными припусками и предельными отклонениями приведена на рис.4.2.

Рисунок 4.2 - Поковка с назначенными на нее основными припусками и предельными отклонениями

в) Дополнительный припуск S на несоосность назначается предварительно на все диаметры поковки (рис.4.2), кроме наибольшего диаметра 407 мм. Величина припуска определяется по табл.3:

на диаметр 296 мм припуск 6 мм;

на диаметр 377 мм припуск 3 мм;

на диаметр 397 мм припуск 3 мм;

на диаметр 347 мм припуск 4 мм;

на диаметр 296 мм припуск 6 мм.

г) Для определения основного сечения, рассчитывают площади продольных сечений ступеней (по рис.4.2).

Dmax. l = 407.114 = 4,64.104 мм2;

D1. l 1 = 296.404 = 11,96.104 мм2;

D2. l 2 = 377. (464 - 404) = 2,26.104 мм2;

D3. l 3 = 397. (1100 - 464) = 25,25.104 мм2;

D4. l 4 = 347. (1400 - 1100) = 10,41.104 мм2;

D5. l 5 = 296. (1743 - 1400) = 10,15.104 мм2.

Для ступеней, площадь продольного сечения которых больше сечения ступени наибольшего диаметра Dmax. l=4,64•104 мм2 рассчитываются произведения Аi, для диаметров, по формуле:

Рисунок 4.2 - Поковка с назначенными на нее основными припусками и предельными отклонениями

для диаметра 296 мм: А1 = 6• (296 • 404 - 407 • 114) = 43,9•104 мм2;

для диаметра 397 мм: А2 = 3• (397 • 636 - 407 • 114) = 61,8•104 мм2;

для диаметра 347 мм: А3 = 4• (347 • 300 - 407 • 114) = 23,1•104 мм2;

для диаметра 296 мм: А4 = 6• (296 • 343 - 407 • 114) = 33,1•104 мм2.

За основное сечение принимается ступень диаметром 397 мм, для которой произведение Аi является наибольшим.

В связи с тем что за основное сечение принят выступ не с наибольшим диаметром, назначаем на диаметр 407 мм дополнительный припуск 3 мм с диаметра основного сечения.

Поковка с назначенными на нее основными и дополнительными припусками приведена на рис.4.3.

Рисунок 4.3 - Поковка с назначенными основными и дополнительными припусками