§ 61. ЧЕРТЁЖ ПОКОВКИ

Чертёж поковки составляется на основании чертежа готовой детали, подготовленного конструктором. При этом размеры, указанные в чертеже, увеличиваются на величину припусков там, где поверхность детали подлежит механической обработке; кроме того, назначаются отклонения на ковку. В отдельных случаях при изготовлении сложных деталей их конфигурация упрощается при помощи напусков.

Составление чертежа поковки начинается с вычерчивания тонкими линиями чистового контура детали, причём указываются основные чистовые размеры. Затем устанавливаются напуски и по соответствующим таблицам ГОСТ 7829—55 или ГОСТ 7062—54, в зависимости от типа поковок, назначаются припуски на механическую обработку и допуски на номинальные поковочные размеры. После этого вокруг чистового контура детали наносятся жирными линиями контуры поковки и проставляются поковочные размеры и допуски. Номинальные размеры поковки проставляются над размерными линиями с допусками на точность изготовления, а под размерными линиями в скобках — размеры обработанной детали. Номинальные размеры поковок, в случае изготовления их на прессах, округляются до чисел, оканчивающихся на 5 или 0. Это означает, что все поковочные размеры, числа которых оканчиваются на 3, 4, 6 и 7, округляются до 5, а размеры, оканчивающиеся на 1, 2, 8 и 9, округляются до 0. Например, поковочные размеры 282 мм и 288 мм округляются до 280 и до 290 мм.

Когда поковка куётся с пробой, т. е. с добавочным припуском металла на образцы для испытаний, то проба включается в чертёж поковки.

Некоторые типы поковок включают в себя следующие элементы: бурт — участок поковки увеличенного поперечного сечения, у которого длина равна или меньше 0,3D (D — диаметр или большая сторона бурта); уступ — участок поковки с меньшим поперечным сечением, чем смежный с ним участок; выступ — участок поковки с большим поперечным сечением, чем смежный с ним участок; выемка — участок поковки, диаметр или сторона которого меньше диаметра или стороны двух смежных с ним участков; образование их в ГОСТ оговаривается особо.

Мы уже знаем, что припуски назначаются на номинальные размеры детали. Их величина устанавливается из расчёта обработки поковок с двух сторон и должна быть достаточной для получения из поковки годной детали при последующей обработке. Величина припусков, допусков и напусков зависит от типа поковок и соотношения размеров в них. Поэтому для назначения припусков и допусков все поковки в зависимости от их конфигурации и сечения, согласно ГОСТ, разбиты на 16 типов. Типы поковок по ГОСТ 7829—55 приведены на фиг. 138.

Тип 1 — поковки гладкие, круглого и прямоугольного сечения;
Тип 2 — поковки круглого сечения с уступами;
Тип 3 — поковки круглого сечения с фланцами;
Тип 4 — поковки круглого сечения с буртами;
Тип 5 — поковки круглого сечения с выемкой;
Тип 6 — поковки прямоугольного сечения с уступами, тех же типов, как и для круглого сечения;
Тип 7 — поковки круглого и прямоугольного сечения с уступами различной конфигурации;
Тип 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14 — поковки, имеющие форму цилиндров, брусков, кубиков, пластин, дисков, дисков с отверстиями, пластин с отверстиями, колец, втулок с уступами, сплошных и с отверстиями.

Приведём несколько примеров составления чертежей поковок и назначения припусков и допусков.

Пример 1. Необходимо составить поковочный чертёж шестерни (фиг. 139). Поковка относится к типу 11 — диски с отверстиями (см. фиг. 138).

Вначале вычерчиваем в масштабе тонкими линиями контур шестерни (фиг. 140). Затем принимаем припуски и допуски по ГОСТ 7829—55 (см. приложение 8). Данные приведённой в приложении таблицы распространяются на поковки указанной формы, у которых H ≤ D, d ≤ 0,5D. Как видно из этой таблицы, припуски а, в и с, а также отклонения ±δ/2 назначаются в зависимости от наружного диаметра и высоты шестерни H. В нашем случае при диаметре шестерни 350 мм и высоте 110 мм припуск и допуск на диаметр D будет а = 16 ± 4, припуск и допуск на высоту H будет в = 13 ± 4, припуск и допуск на внутренний диаметр d будет с = 22 ± 4 мм. Следовательно, поковка будет иметь следующие размеры: наружный диаметр D₁ = D + a = 350 + 16 = 366 мм, высота поковки H₁ = H + b = 110 + 13 = 123 мм, внутренний диаметр поковки d₁ = d – c = 120 – 22 = 98 мм.

Однако поковочный размер отверстия принимается в зависимости от нормального диаметра прошивня. В данном случае принимаем d₁ = 100 мм.

После описанных вычислений вокруг чистового контура шестерни наносится жирными линиями контур поковки и проставляются поковочные размеры и допуски с учётом напусков (см. фиг. 140).

Пример 2. Нужно составить поковочный чертёж вала, изображённого на фиг. 141. Поковка относится к типу 2, т. е. к поковкам круглого сечения с уступами.

Как и в предыдущем примере, вычерчиваем в масштабе тонкими линиями контур вала (фиг. 141). Припуски на механическую обработку и допуски на ковку берутся по ГОСТ 7829—55. Данные таблиц, приведённые в приложении 2 и 3, распространяются на поковки указанной формы, у которых l ≤ 0,3D и h_1,2,3,4 ≥ 5 мм (где l — длина бочки, D — диаметр бочки и h — высота уступа). На размеры сечений D₀, D₁, D₂, D₃, D₄ основные припуски и отклонения назначаются в зависимости от размеров каждого сечения и общей длины детали.

Кроме основных припусков на сечения вала с уступами назначаются также и дополнительные припуски. Величины дополнительных припусков S₁, S₂, S₃, S₄ на диаметры каждой ступени определяются по таблицам (см. приложение 3) в зависимости от разности величин между наибольшим диаметром детали D₀ и диаметром рассматриваемой ступени D₁, D₂, D₃ и D₄. Назначение дополнительных припусков производится или на диаметр рассматриваемой ступени D₁, D₂, D₃ и D₄, или на наибольший диаметр детали D₀ в зависимости от отношения длины рассматриваемой ступени к длине выступа, имеющего наибольший диаметр: l₁/l₀, l₂/l₀, l₃/l₀, l₄/l₀.

В нашем случае длина вала L = 875 мм, размеры сечений: D₀ = 190 мм, D₁ = 70 мм, D₂ = 110 мм, D₃ = 150 мм, D₄ = 90 мм; длина уступов l₁ = 38 мм, l₂ = 80 мм, l₃ = 122 мм, l₄ = 85 мм и длина выступа l₀ = 550 мм. По таблицам (см. приложение 3) назначаем основные припуски и отклонения на диаметры ступеней:

на диаметр D₀ = 190 мм — основной припуск a₀ = 15 ± 4/3 мм;
на диаметр D₁ = 70 мм — основной припуск a₁ = 10 ± 3/2 мм;
на диаметр D₂ = 110 мм — основной припуск a₂ = 12 ± 4/3 мм;
на диаметр D₃ = 150 мм — основной припуск a₃ = 13 ± 4 мм;
на диаметр D₄ = 90 мм — основной припуск a₄ = 12 ± 4/3 мм.

Затем определяем величины дополнительных припусков, назначаем их на ступени вала по указаниям таблицы, помещённой в приложении 3. После этого устанавливаем полную величину припуска на размеры сечений:

на диаметр D₁ назначается дополнительный припуск S₁ = 6 мм, так как отношение l₁/l₀ = 70/150 = 0,12 меньше величины отношения 2,6, указанного в таблице для диаметра ступени D₁ = 70 мм;
на диаметр D₂ назначается дополнительный припуск S₂ = 4 мм;
на диаметр D₃ назначается дополнительный припуск S₃ = 3 мм;
на диаметр D₄ назначается дополнительный припуск S₄ = 6 мм.

Дополнительный припуск на диаметр D₀ при данных размерах ступеней вала не назначается. Таким образом, полный припуск и отклонения на диаметры ступеней составят:

на диаметр D₀ = 190 мм — полный припуск a₀ = 15 ± 4/3 мм;
на диаметр D₁ = 70 мм — полный припуск (a₁ + S₁) = 10 + 6 = 16 ± 3/2 мм;
на диаметр D₂ = 110 мм — полный припуск (a₂ + S₂) = 12 + 4 = 16 ± 4/3 мм;
на диаметр D₃ = 150 мм — полный припуск (a₃ + S₃) = 13 + 3 = 16 ± 4 мм;
на диаметр D₄ = 90 мм — полный припуск (a₄ + S₄) = 12 + 6 = 18 ± 4/3 мм.

При назначении дополнительного припуска отклонения не увеличиваются и принимаются по величине отклонений основного припуска. Следовательно, поковочные диаметры вала и отклонения будут: D₀′ = 190 + 15 = 205 ± 4/3 мм, D₁′ = 70 + 16 = 86 ± 3/2 мм, D₂′ = 110 + 16 = 126 ± 4/3 мм, D₃′ = 150 + 16 = 166 ± 4 мм, D₄′ = 90 + 18 = 108 ± 4/3 мм.

На уступах детали l₁, l₂, l₃, l₄ припуски и отклонения принимаются от исходной базы одинаковыми по размеру наибольшего сечения D₀ и общей длины детали L. Для рассматриваемого вала при D₀ = 190 мм и L = 875 мм припуск (b) и отклонения ±δ/2 на длину вала и длины уступов (см. приложение 2) будут:
b = 45 ± 15 мм, или на сторону b/2 = 22,5 ± 7,5 мм.

Эскиз детали с указанием назначенных припусков изображён на фиг. 142.

После определения припусков производится проверка возможности ковки уступов по таблицам, помещённым в приложении 5, а также проверка назначенных припусков и напусков. По таблицам приложения 5 (пункт а) длина отковываемого концевого уступа 1 с прилегающим диаметром D₂′ = 126 мм должна быть больше предельной длины 45 мм (см. фиг. 142). Фактически же длина рассматриваемого уступа l₁ = 38 мм, т. е. меньше предельной. Поэтому уступ на поковке не выполняется, а отковывается с напуском по диаметру соседнего выступа D₂′ = 126 мм (фиг. 143). Промежуточный уступ 2 отковывается, как концевой. Сумма длин уступов 1 и 2 (l₁′ + l₂′ = 118 мм) при прилегающем выступе D₀′ = 205 мм больше предельной. Исходя из этого, уступ отковывается без напуска по длине (см. пункт б приложения 5).

Промежуточный уступ 4 отковывается. Его длина l₃′ = 122 мм больше предельной (60 мм) при прилегающем диаметре выступа 3 D₀′ = 205 мм. Концевой уступ 5 имеет длину l₄′ = 85 мм больше предельной (55 мм) при прилегающем диаметре выступа D₃′ = 166 мм. Но по таблицам приложения 5 (пункт б) длина этого уступа меньше предельной (90 мм), поэтому устанавливается равной предельному размеру, т. е. 90 мм. Уступ отковывается с напуском по длине.

После проверки возможности отковки уступов устанавливается окончательная конфигурация и размеры поковки, контур обводится жирной линией и проставляются поковочные размеры. Чертёж поковки считается составленным. На фиг. 143 изображён чертёж поковки с окончательными размерами и напусками.