Методика расчета массы исходной заготовки при ковке.

Вариант 1
Масса исходной заготовки складывается из массы поковки и массы отходов. При этом важно, чтобы размеры и масса заготовки обеспечивали необходимую степень деформации по сечениям, чтобы достигнуть заданного уровня механических свойств металла заготовки, особенно в ответственных для эксплуатации изделий сечениях.
Масса исходной заготовки зависит от ее вида (слиток или прокат), кузнечного оборудования (молот или пресс) и выбранной технологии ковки.
Массу исходной заготовки при ковке из слитков определяют по формуле

где Gпок — масса поковки; Gуг — масса угара; Gотх — масса отходов; Gd — масса донной части слитка; Gпр — масса прибыльной части слитка.
Будем считать, что в нашем случае используется сортовой прокат в виде исходной заготовки, таким образом при использовании сортового проката отходы донной и прибыльной части отсутствуют и масса заготовки будет равна

Отходы металла, возникающие при ковке, в основном определяются сложностью поковки и схемой технологического процесса.
Отход на угар обычно берут в процентах от массы нагреваемого металла заготовки. Так, масса отхода на угар G при нагреве слитков и заготовок в пламенных печах, работающих на жидком и газообразном топливе, находится по формуле

где mт — общее число нагревов и подогревов заготовки в процессе ковки.
На практике при ковке поковок на прессе угар за первый нагрев принимается равным 2%, а за каждый последующий нагрев: 1,0-ь 1,25% от массы слитка — для поковок сплошного сечения; 1,25-ь 1,5% — для удлиненных поковок; 2,5-ьЗ,0% — для прошитых или раскатанных поковок. Примем данную величину равной 2%.
Технологические отходы Gотх представляют собой концевые обрубки, выдру, обсечки, годные остатки, которые образуются при ковке поковок из большего, чем требуется по расчету, слитка или проката.
При ковке длинных поковок предусматривают избыток металла, который учитывает неточность размеров, а также плохое качество торцов. Поэтому длина поковки должна быть достаточной для того, чтобы после обрубки обеспечивалось хорошее качество торцевой поверхности поковки. Длину на обрубку при ковке на молоте поковки круглого сечения рекомендуется принимать для поковки прямоугольного сечения — формулой:

Длину концевого обрубка для молотовых поковок с уступами рассчитывают по формулам

где Вкс — больший размер поперечного сечения концевой ступени; у — уков.
Для прямоугольных или квадратных поковок – 0,3…0,4 размера большей стороы сечения – итого примем равным 0,3*400=120мм
Обсечка — отход металла при разрубке и зачистке торцов поковок. Обычно масса обсечек зависит от их вида. Для определения величины обсечек можно использовать нормали и диаграммы, которые построены по статистическим данным для поковок сходной конфигурации. Существуют также следующие формулы для определения ориентировочной длины обсечки 1обс:
L0=0.04B=0.04*400=16мм
Выдра — отход металла при прошивке отверстий в поковках. Диаметр выдры берут равным диаметру прошивня. Объем отхода при прошивке Vg можно подсчитать по формуле

где кп — коэффициент, учитывающий условия прошивки; dno — диаметр прошиваемого отверстия; Нпо — высота заготовки перед прошивкой.
В том случае, когда имеются остатки некратности, они считаются годными и подлежат обрубке от поковки, если длина остатка составляет не менее 1,2 от диаметра поковки, но не менее 0,3 от ширины бойка применяемого молота или пресса.
Величина отходов, связанных с обрубкой прибыльной G и донной Gd частей слитка, зависит в основном от сплава и способа отливки слитков.
Так, для слитков, которые отливают сверху с утепленной надставкой, масса прибыльной части Gnp составляет для конструкционной стали 20^-25% от массы слитка, а для легированной стали — 25-^30% от массы слитка. Если слитки отливают без утепленной надставки, то Gnp увеличится для конструкционной стали до 35-^40% от массы слитка, а для легированной стали — до 5СН-60% от массы слитка.
Масса донной части слитка составляет для углеродистой стали 5-^7%, а для легированной стали — 7-Н 0% от массы слитка.