Технологические процессы производства заготовок. Ч. 2. Получение заготовок ковкой на прессах, объемной штамповкой и из сортового проката

Москва  2019

МИНИС ТЕРС ТВО НАУКИ И ВЫСШ ЕГО О Б РА З О ВА Н И Я РФ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ 
ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ 
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ «МИСиС»

ГОРНЫЙ ИНСТИТУТ

Кафедра горного оборудования, транспорта и машиностроения

Е.И. Сизова

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ  
ПОЛУЧЕНИЯ ЗАГОТОВОК

ЧАСТЬ 2. ПОЛУЧЕНИЕ ЗАГОТОВОК КОВКОЙ  
НА ПРЕССАХ, ОБЪЕМНОЙ ШТАМПОВКОЙ 
И ИЗ СОРТОВОГО ПРОКАТА

Практикум

Рекомендовано редакционно-издательским 
советом университета

№ 3244

УДК  621.7 
С34

Рецензент
канд. техн. наук, доц. П.А. Королев (РГУ им. А.Н. Косыгина)

Cизова Е.И.
С34  
Технологические процессы производства заготовок. Ч. 2. Получение заготовок ковкой на прессах, объемной штамповкой и 
из сортового проката: практикум / Е.И. Сизова.  – М. : Изд. Дом 
НИТУ «МИСиС», 2019. – 132 с.
ISBN 978-5-906953-96-4 

Часть 2 практикума содержит работы, связанные с изучением различных 
способов получения заготовок ковкой на прессах, объемной штамповкой из 
сортового проката. Рассмотрены принципы и последовательность проектирования чертежа поковки, полученной указанными способами.
В работе представлены примеры по назначению припусков на штампованную и кованую поковки, а также пример по выбору заготовки из сортового 
проката.
Предназначено для выполнения практических работ, самостоятельной работы и дипломного проектирования студентами, обучающимися по направлению подготовки 15.03.05 «Конструкторско-технологическое обеспечение 
машиностроительных производств», профиль «Технология производства и 
ремонта горных машин», специальности 23.05.01 «Наземные транспортнотехнологические средства», специализация «Технические средства природообустройства и защиты в чрезвычайных ситуациях».

УДК 621.7

 Е.И. Сизова, 2019
ISBN 978-5-906953-96-4 
 НИТУ «МИСиС», 2019

Оглавление

Предисловие  ............................................................................................ 5
Практическая работа 3. Получение заготовок свободной ковкой 
на прессах ..................................................................................................6
3.1. Общие положения ............................................................................. 6
3.2. Назначение припусков на кованые поковки................................... 7
3.3. Гладкие поковки круглого сечения  ................................................ 9
3.4. Гладкие поковки прямоугольного сечения ................................... 15
3.5. Поковки вала с уступами и выемками круглого  
(квадратного) сечения ............................................................................ 18
3.6. Минимальные размеры высот и длин уступов  
и выемок поковок  .................................................................................. 22
3.7. Бурты и фланцы  .............................................................................. 34
3.8. Конусы  ............................................................................................. 37
3.9. Припуски и предельные отклонения для поковок  
типа цилиндры сплошные, муфты и диски сплошные  
и с отверстиями  ..................................................................................... 38
3.10. Припуски и предельные отклонения  
для поковок типа брусков и пластин сплошных  
и с отверстием  ........................................................................................ 44
3.11. Припуски и предельные отклонения для поковок типа 
цилиндров с отверстиями с постоянным и переменным  
по длине сечением  ................................................................................. 46
3.12. Припуски и предельные отклонения для поковок типа 
раскатанных колец  ................................................................................ 51
Практическая работа 4. Получение поковок горячей объемной 
штамповкой .............................................................................................55
4.1. Термины и пояснения ..................................................................... 55
4.2. Виды объемной штамповки ........................................................... 61
4.3. Материалы, применяемые при изготовлении поковок ............... 65
4.4. Обозначение на чертеже категории прочности  
и группы поковок ................................................................................... 67
4.5. Основные рекомендации по выбору плоскости  
разъема штампа ...................................................................................... 74
4.6. Порядок назначения припусков на механическую обработку ......77
4.7. Определение массы поковки.......................................................... 78
4.8. Определение группы стали для поковок ...................................... 78

4.9. Степень сложности ......................................................................... 80
4.10. Определение класса точности поковок ...................................... 83
4.11. Определение исходного индекса ................................................. 83
4.12. Назначение припуска на механическую обработку .................. 85
4.13. Дополнительные припуски .......................................................... 88
4.15. Назначение кузнечных напусков ................................................. 91
4.16. Назначение штамповочных уклонов .......................................... 93
4.17. Проектирование углублений и перемычек ................................ 94
4.18. Допуски .......................................................................................... 96
4.19. Припуски и допуски на толщину поковок, подвергаемых 
холодной и горячей калибровке............................................................ 98
4.20. Пример назначения припусков на штампованную поковку........99
Практическая работа 5 ..........................................................................107
5.1. Общие положения ......................................................................... 107
5.2. Круг стальной горячекатаный ..................................................... 109
5.3. Стальной горячекатаный прокат квадратного сечения .............113
5.4. Прокат стальной горячекатаный шестигранного сечения ........116
5.5. Стальная горячекатаная полоса ....................................................118
5.6. Листовой горячекатаный прокат ................................................. 120
5.7. Стальные бесшовные холоднодеформируемые трубы ............. 122
5.8. Горячедеформированные бесшовные стальные трубы ............ 123
5.9. Линейные размеры кругов из стали  ........................................... 125
5.10. Марки сталей проката ................................................................ 125
5.11. Получение штучных заготовок из проката  
различного вида  ................................................................................... 126
5.12. Пример выбора заготовки  
для вала-шестерни ................................................................................ 129
Библиографический список ................................................................ 130
Нормативные документы: ............................................................... 130
Рекомендуемая литература: ............................................................ 131

Предисловие 

Практикум предназначен для выполнения практических работ по 
дисциплине «Технологические процессы получения заготовок», и содержит необходимую информацию для выполнения самостоятельной 
работы по этой дисциплине, а также рекомендации по технологической части дипломного проекта «Обоснование метода получения заготовки и назначение припусков». 
Самостоятельная работа студента, а также технологическая часть 
дипломного проекта (работы) выполняется каждым студентом в соответствии с индивидуальным заданием.
Задание на самостоятельную работу выдается студенту в начале 
семестра и включает бланк задания и чертеж детали, на изготовление 
которой должен быть разработан технологический процесс получения заготовки для данного материала в соответствии с годовой программой выпуска деталей или типом производства.
При разработке технологической части дипломного проекта (работы) выбирается деталь, выполняющая одну из ключевых функций 
в механизме, являющемся предметом дипломного проектирования 
(работы). Цель раздела технологической части «Обоснование метода 
получения заготовки и назначение припусков» – разработка технологического процесса изготовления заготовки с эскизами поковки или 
отливки, выбор оборудования, а также проведение всех необходимых 
технологических расчетов. 
Выполнение технологической части дипломного проекта (работы) и самостоятельной работы должно производиться в соответствии 
с последовательностью, представленной в практикуме. Использование большого количества приведенного справочного материала позволит студенту выполнить работу полно и качественно в соответствии с действующими нормативными документами.

Практическая работа 3.  
ПОЛУЧЕНИЕ ЗАГОТОВОК СВОБОДНОЙ 
КОВКОЙ НА ПРЕССАХ

При проектировании поковки необходимо использовать следующие ГОСТы:
ГОСТ 7062‒90 «Поковки из углеродистой и легированной стали, 
изготовляемые ковкой на прессах. Припуски и допуски»;
ГОСТ 3.1403‒85 «Единая система технологической документации 
(ЕСТД). Формы и правила оформления документов на технологические процессы и операции ковки и штамповки».

3.1. Общие положения

По ГОСТ 7062‒90 изготавливают поковки общего назначения массой до 130 т из углеродистой и легированной стали (суммарное содержание легирующих элементов до 10%, кроме углерода), изготовляемые ковкой на прессах, и устанавливает величину припусков на 
механическую обработку, допусков на номинальные размеры поковок, величину напусков для поковок.
Стандарт не распространяется на поковки из высоколегированной стали и сплавов с особыми физическими свойствами: из слитков, отлитых в вакууме, изготовленных из металла вакуумно-дуговым 
переплавом (ВДП) и электрошлаковым переплавом (ЭШП); из инструментальных сталей с содержанием углерода более 0,55% или легирующих элементов более 5%, а также из сталей, предназначенных 
для изготовления валков холодной прокатки.
Величины припусков, определенные по таблицам стандарта, являются номинальными на размер детали из расчета обработки поверхностей поковок с двух сторон. Предельные отклонения указаны на 
номинальные размеры поковок.
При обработке детали с одной стороны припуск следует принимать равным половине величины, определенной по таблицам, а верхнее и нижнее предельные отклонения при этом сохраняют без изменений.
Для необрабатываемых поверхностей поковок отклонения на 
соответствующие размеры определяют по таблицам стандарта, а припуски принимают равными нулю.

Объем и массу поковок определяют расчетом по номинальным 
размерам с учетом напусков на скосах, торцах, сферах и других элементах поковки.
Допускается расчетные номинальные размеры поковок округлять 
до чисел, оканчивающихся на 5 или 0. Номинальные размеры округляют в меньшую сторону, если они оканчиваются на 1, 2, 6 и 7 и 
в большую сторону, если они оканчиваются на 3, 4, 8 и 9.

3.2. Назначение припусков на кованые поковки

Выбор величины допусков, припусков и напусков производят 
в зависимости от типа поковок и соотношения из размеров согласно 
табл. 3.1.

Таблица 3.1
Форма и соотношение размеров поковок

Номер 
эскиза 

Тип поковки 

Эскиз поковки 
Соотношение 
размеров 

Номер 
таблиц 
припусков 
и допусков

1 

Гладкие круглого 
и прямоугольного 
сечения 

D
L
2.1
≥

30
L
D
£

H
B
H
≥
≥
2

Рис. 3.1, 
табл. 3.2 

2 
30
1.5
H
L
³
³

Рис. 3.2,
табл. 3.3

3 

Круглого сечения с уступами 

1
1
3,0 D
l ≥

1,2
12мм
≥
h

Рис. 3.3, 
табл.3.2, 3.4, 3.5 

4

Номер 
эскиза 

Тип поковки 

Эскиз поковки 
Соотношение 
размеров 

Номер 
таблиц 
припусков 
и допусков

5

Круглого сечения с выемкой

h1,2 ≥  12 мм

Рис. 3.9, 
табл.3.2, 3.4, 3.5, 
3.6, 3.7 

6

Круглого сечения с буртом

1
1
3,0 D
l ≤

h1,2 ≥  12 мм

Рис. 3.11, 
табл.3.2, 3.4, 3.5, 
3.7 

7

Круглого сечения с фланцем

1
1
3,0 D
l ≤

h1,2 ≥  12 мм

Рис. 3.11, 
табл.3.2, 3.4, 3.5, 
3.7 

8

Квадратного сечения с 
уступами тех же типов, 
как и круглого сечения

B0 = H0
B1 = H1

Рис. 3.11, 
табл.3.3, 3.4, 3.5 

9

Круглого сечения с конусом

h > 24, мм

2
2D
l ≥

Рис. 3.12, 
табл.3.2, 3.4, 
3.5 

10

Цилиндры 

H ≤  1,2D 
H ≥  0,5D 

Рис. 3.13, 
табл.3.8 

Продолжение табл. 3.1

Номер 
эскиза 

Тип поковки 

Эскиз поковки 
Соотношение 
размеров 

Номер 
таблиц 
припусков 
и допусков

11 

Диски без 
отверстия и с 
отверстием 

H < 0,5D
H ≥  0.2D 
d < 0,5D

Рис. 3.14, 
табл.3.8, 3.9 

12 

Муфты 

H ≥  0,5D 
H ≤  1,2D 
d < 0,5D

Рис. 3.14, 
табл.3.8, 3.9 

13 

Бруски и пластины без отверстий 
и с отверстиями 

H
B
2
≥

H
B
4
≤
L > B
d < 0,5B

H
L
8
≤

Рис. 3.14, 
табл.3.9, 3.11 

14

Цилиндры с отверстиями 

L > 1,2D

D
L
6
≤

d ≥  0,5D

Рис. 3.15, 
табл.3.12, 3.13 

15

Кольца 
 раскатные 

H ≤  1,2D 
H ≥  0,2D
d ≥  0,5D

Рис. 3.16, 
табл.3.14 

3.3. Гладкие поковки круглого сечения 

Для этих поковок припуски и предельные отклонения 
2
∆
±
 назначают в соответствии с рис. 3.1 и табл. 3.2.

Окончание табл. 3.1

Рис. 3.1. Припуски и предельные отклонения для гладких поковок 
круглого сечения

Таблица 3.2
Припуски и предельные отклонения для гладких поковок круглого сечения, мм 

Длина 
детали L

Диаметр детали D

До 140 Св. 140 
до 160 
Св. 160 
до 180 
Св. 180 
до 200 
Св. 200
до 224 
Св. 224 
до 250 
Св. 250 
до 280
Св. 280 
до 315

Припуски δ и предельные отклонения 
2
∆
±

До 1000 
включ. 
20±4 
20±5 
20±5 
20±5 
20±6 
20±6 
20±6 
20±7 

Св. 1000 
до 1250 
включ.
20±5 
20±5 
20±5 
20±6 
20±6 
20±6 
20±7 
20±7 

Св. 1250 
до 1600 
включ.
20±5 
20±5 
20±6 
20±6 
20±6 
20±7 
20±7 
20±7 

Св. 1600 
до 2000 
включ.
20±5 
20±6 
20±6 
20±7 
20±7 
20±7 
20±7 
21±7 

Св. 2000 
до 2500 
включ.
20±6 
20±6 
20±6 
20±7 
20±7 
20±7 
20±7 
22±8 

Св. 2500 
до 3150 
включ.
20±6 
20±6 
20±7 
20±7 
20±7 
21±7 
22±8 
22±8 

Св. 3150 
до 4000 
включ.
20±6 
20±7 
20±7 
20±7 
21±7 
22±8 
22±8 
23±8 

Длина 
детали L

Диаметр детали D

До 140 Св. 140 
до 160 
Св. 160 
до 180 
Св. 180 
до 200 
Св. 200
до 224 
Св. 224 
до 250 
Св. 250 
до 280
Св. 280 
до 315

Припуски δ и предельные отклонения 
2
∆
±

Св. 4000 
до 5000 
включ.
20±7 
20±7 
20±7 
21±7 
22±8 
22±8 
23±8 
24±9 

Св. 5000 
до 6300 
включ.
20±7 
20±7 
21±7 
22±8 
22±8 
23±8 
24±9 
25±9 

Св. 6300 
до 7100 
включ.
20±7 
21±7 
22±8 
22±8 
23±8 
24±9 
25±9 
26±10 

Св. 7100 
до 8000 
включ.
21±7 
22±8 
22±8 
23±8 
24±9 
25±9 
26±10 
27±10 

Св. 8000 
до 9000 
включ.
‒
22±8 
23±8 
24±9 
25±9 
26±10 
27±10 
28±10 

Св. 9000 
до 10000 
включ.
‒
‒
24±9 
25±9 
26±10 
27±10 
28±10 
29±11 

Св. 10000 
до 11200 
включ.
‒
‒
‒
26±10 
27±10 
28±10 
29±11 
30±11 

Св. 11200 
до 12500 
включ.
‒
‒
‒
‒
28±10 
29±11 
30±11 
31±11 

Св. 12500 
до 14000 
включ.
‒
‒
‒
‒
‒
31±11 
32±11 
32±12 

Св. 14000 
до 16000 
включ.
‒
‒
‒
‒
‒
‒
33±12 
34±12 

Св. 16000 
до 18000 
включ.
‒
‒
‒
‒
‒
‒
‒
35±13 

Св. 18000 
до 20000 
включ.
‒
‒
‒
‒
‒
‒
‒
37±13 

Продолжение табл. 3.2

Длина 
детали L

Диаметр детали D
Св. 315 
до 355 
Св. 355 
до 400 
Св. 400 
до 450 
Св. 450 
до 500 
Св. 500 
до 560 
Св. 560 
до 630 
Св. 630 
до 710
Св.710
до 800
Припуски δ и предельные отклонения 
До 1000 
включ.
20±7 
20±7 
21±7 
22±8 
22±8 
23±8 
24±9 
25±9 

Св. 1000 
до 1250 
включ.
20±7 
21±7 
22±8 
22±8 
23±8 
24±9 
25±9 
26±10 

Св. 1250 
до 1600 
включ.
21±7 
22±8 
22±8 
23±8 
24±9 
25±9 
26±10 
27±10 

Св. 1600 
до 2000 
включ.
22±8 
22±8 
23±8 
24±9 
25±9 
26±10 
27±10 
28±10 

Св. 2000 
до 2500 
включ.  
22±8 
23±8 
24±9 
25±9 
26±10 
27±10 
28±10 
29±11 

Св. 2500 
до 3150 
включ.
23±8 
24±9 
25±9 
26±10 
27±10 
28±10 
29±11 
30±11 

Св. 3150 
до 4000 
включ.
24±9 
25±9 
26±10 
27±10 
28±10 
29±11 
30±11 
31±11 

Св. 4000 
до 5000 
включ.
25±9 
26±10 
27±10 
28±10 
29±11 
30±11 
31±11 
32±12 

Св. 5000 
до 6300 
включ.
26±10 
27±10 
28±10 
29±11 
30±11 
31±11 
32±12 
33±12 

Св. 6300 
до 7100 
включ.
27±10 
28±10 
29±11 
30±11 
31±11 
32±12 
33±12 
34±12 

Св. 7100 
до 8000 
включ.
28±10 
29±11 
30±11 
31±11 
32±12 
33±12 
34±12 
35±13 

Св. 8000 
до 9000 
включ.
29±11 
30±11 
31±11 
32±12 
33±12 
34±12 
35±13 
36±13 

Св. 9000 
до 10 000 
включ.
30±11 
31±11 
32±12 
33±12 
34±12 
35±13 
36±13 
37±13 

Продолжение табл. 3.2