Примеры по определению размеров, припусков и допусков на поковку по рабочему чертежу детали (Пример 3)

Составить чертеж поковки для сплошного вала (круглого сечения), изображенного на рис.

Поковка относится к типу 3, 5, 7 и 9 поковок круглого сечения с уступами, выемкой и фланцем, отвечает требованиям по форме и соотношению размеров детали: t>0,3D, L>1,5D, Л>5, где t — длина бочки, D — диаметр бочки, L — общая длина детали, h — высота уступа.

Основное сечение определяют в следующем порядке: так как данная поковка не имеет ступеней с необрабатываемой поверхностью, то для установления основного сечения рассчитывают площади продольных сечений ступеней D₁-L₁;  D₂*L₂; D₃*L₃ и т. д. и сравнивают их с площадью продольного сечения выступа с наибольшим диаметром Dmax*L.

Если все получаемые значения D₁-L₁;  D₂*L₂; D₃*L₃ и т. д. меньше Dmax*L то за основное сечение принимают выступ с наибольшим диаметром.

В данном случае, т. е. если за основное сечение принимается не выступ наибольшего диаметра Dmax=311, а диаметр 302, то дополнительный припуск переносят с основного сечения на выступ наибольшего диаметра.

Для определения основного сечения в рассматриваемой поковке рассчитаем площади продольных сечений ступеней (мм²):

D_max X L = 311 X 80 = 2,48 X 10⁴

D₁ X L₁ = 214 X 312 = 6,67 X 10⁴

D₂ X L₂ = 281 X (372 — 312) = 1,68 X 10⁴

D₃ X L₃ = 302 X (1060 — 372) = 20,76 X 10⁴

D₄ X L₄ = 245 X (1260 — 1060) = 4,9 X 10⁴

D₅ X L₅ = 189 X (1640 — 1340) = 5,67 X 10⁴.

Как видно, необходимо рассчитать величины для ступеней: Ø 214, Ø 302, Ø 245 и Ø 189 (за исключением Ø 281).

Для диаметра 214 А₁ = 5 (214 X 312 — 311 X 80) = 20,94 • 10⁴

Для диаметра 302 А₃ = 3 (302 X 688 — 311 X 80) = 54,86 • 10⁴

Для диаметра 245 А ₄ = 4 (245 X 200 — 311 X 80) = 9,64 • 10⁴

Для диаметра 189 А ₅ = 7 (189 X 300 — 311 X 80) = 22,27 • 10⁴.

Так как произведение А₃ является наибольшим, то за основное сечение поковки принимают ступень диаметром 302 мм.

В связи с тем, что за основное сечение принят не ранее намеченный выступ с наибольшим диаметром A=311 мм, а бочка Ø 302, то на размер 311 мм назначают дополнительный припуск 3 мм (311+3=314).

После этих расчетов необходимо проверить выполнимость концевых и промежуточных уступов, фланца и выемки.

Приняв, что поковка изготавливается на ковочном молоте с бойками шириною В₆= 350 мм, устанавливаем следующее:

• промежуточный уступ диаметром 284 мм и длиной 60 мм не может быть выполнен, так как его длина меньше величины L=0,5X В6= 175 мм, что регламентируется табл. 5. Если довести уступ до выполнимых размеров за счет напуска по длине, то при этом сократится длина прилегающей к нему выемки, что нецелесообразно, так как тогда выемка на поковке будет невыполнимой. Поэтому уступ Ø 284 ликвидируют за счет напуска по размерам соседнего выступа диаметром 302 мм;
• промежуточный уступ диаметром 249 мм и длиной 200 мм выполним, так как высота уступа h=0,5Х(302—249) =26,5 мм, что больше минимальной высоты 7 мм, регламентируемой табл. 4, а его длина больше минимальной длины L=0,5Х-B6 = 0,5Х350=175 мм;
• концевой уступ диаметром 196 мм и длиной 300 мм может быть выполнен,  потому что высота его h=0,5(249—196) =26,5 мм больше минимальной высоты 6 мм, а длина больше минимальной длины L=0,5XB6 = 0,5X350=175 мм;
• выемка диаметром 219 мм и длиной 312 мм невыполнима, так как согласно табл. 6 минимальная длина участка между засечками под выемку при указанных бойках будет равна L2 = 0,7XB6 = 0,7X350 = 245 мм, а минимальный диаметр Dmin выполнимой выемки длиною L = 312 мм при засекании (присечке) ее от диаметра D3=-302 мм (из условия постоянства объема ступени) должен быть равен Dmin = D3 √ l2/l2=302√245/312=266,5=267мм;
• Поэтому необходимо размеры выемки на поковке довести до выполнимых пределов за счет напуска по ее диаметру, приняв последний равным 267 мм;
• фланец диаметром 314 мм и длиной 80 мм при диаметре соседней выемки 267 мм выполним, потому что длина его (80) больше минимальной величины 314X0,2 = 64 мм.

Таким образом, после расчетов и назначения на поковку основных и дополнительных припусков и напусков, а также после проверки возможности выполнения свободной ковкой уступов, выемки и фланца на кованой заготовке для заданной детали оформляют чертеж поковки.

Основные припуски и предельные отклонения на диаметры D₁, D₂, D₃, D₄ и D₅… назначают в зависимости от диаметра рассматриваемого сечения и общей длины детали (мм):

Припуски и предельные отклонения на длину уступов и на общую длину детали назначают в соответствии с пунктом 15, причем длину уступов указывают от единой базы, за которую принимают торец выступа наибольшего сечения диаметра 295 мм, но не являющегося торцом поковки. Ниже приведены припуски и предельные отклонения в мм.

Так как вал с уступами, то, кроме основных припусков, назначают еще и дополнительные припуски на диаметры каждой ступени (на случай несоосности). Величину дополнительных припусков, зависящую от разности между наибольшим диаметром детали Dmax и диаметром рассматриваемой ступени D₁, D₂, D₃ и т.д.

Дополнительный припуск 5 назначают предварительно на все диаметры поковки, кроме (основного) пока наибольшего диаметра D_max = 311 мм.

«Свободная ковка», Я.С. Вишневецкий