Коротко
Исходную заготовку для штамповки рассчитывают от чертежа поковки, а не непосредственно от готовой детали. В массу поковки уже входят согласованные припуски и напуски. Далее добавляют металл облоя, удаляемых перемычек и других технологических отходов, учитывают угар, затем переводят массу в размеры выбранного полуфабриката. Отдельно определяют расход прутка на пропил, концевые остатки и непригодные участки. Такой порядок предотвращает двойной учёт металла.
Границы массового баланса
Обозначим mп массу очищенной поковки после обрезки, mо массу облоя, mв массу удалённой перемычки, mд другие отходы после нагрева. Если доля угара u задана относительно исходной отрезанной заготовки, m₀=(mп+mо+mв+mд)/(1−u). Если процент задан как надбавка к этой сумме, применяют другую формулу. Для нескольких нагревов доли от остающейся массы учитывают последовательно, а не складывают без проверки базы. Плотность и все геометрические размеры должны относиться к согласованному состоянию.
| Составляющая | Откуда берут | Как избежать ошибки |
|---|---|---|
| Поковка | Модель или чертёж с припусками | Не добавлять припуски второй раз |
| Облой и перемычки | Проект штампа и опытный маршрут | Считать отдельно от угара |
| Угар | Данные выбранного режима нагрева | Указать массу, от которой взят процент |
| Пропил и остатки | Схема раскроя прутка | Отделить расход закупки от массы заготовки |
Таблицу можно прокручивать по горизонтали →
Полный условный пример
Пусть mп=13,360 кг, mо=0,731 кг, mв=0,065 кг, других отходов после нагрева нет. При u=0,02 исходной массы получаем m₀=14,156/0,98=14,44490 кг. Для холодного круглого прутка D=110 мм и условной плотности ρ=7850 кг/м³ объём V=m₀/ρ=0,001840114 м³. Длина L=4V/(πD²)=0,19363 м=193,63 мм. В формуле диаметр использован как 0,110 м; смешивание миллиметров и метров даёт грубую ошибку.
Почему длину нельзя просто округлить
Округление до 194 мм немного увеличивает массу, и это увеличение следует проверить по допускаемому диапазону объёма, особенно для закрытого штампа. Для диаметра с допуском масса одинаковых по длине отрезков различается: площадь пропорциональна D². При необходимости дозирование выполняют по массе либо корректируют длину по фактическому диаметру. Расчётный цилиндр также не описывает фаски, косой рез, овальность и местные дефекты прутка. Объём этих элементов учитывают, если их вклад существенен для заполнения полости.
Расход прутка и отход резки
Предположим дополнительно, что при каждом отрезе образуется пропил шириной 3 мм. Его условная масса для того же прутка равна ρπD²·0,003/4=0,22380 кг. На один отрезок тогда приходится 14,66870 кг расхода до учёта концевых остатков; пропил не входит в массу нагреваемой заготовки 14,44490 кг. При серийном раскрое число резов и распределение концов задают фактической схемой. Возврат отходов в переплавку не увеличивает коэффициент использования материала самой детали.
Подтверждение расчёта
Рассчитанная масса обеспечивает общий баланс, но не доказывает правильное распределение металла между выступами поковки. Проверяют форму предварительной заготовки, ориентацию, заполняемость и нагрузку штампа. На пробной партии взвешивают отрезки, очищенные поковки и отделённый облой, фиксируют режим нагрева и фактические размеры. Расхождение баланса помогает обнаружить неучтённый отход или неверно заданную базу процента. Допуски длины и массы назначают из работоспособности процесса, а не из точности показанного калькулятором результата.
Когда заготовка нагревается, её геометрический объём изменяется, хотя масса сохраняется за исключением потерь. Поэтому холодную длину прутка не сравнивают напрямую с горячим объёмом полости без температурной поправки. Плотность 7850 кг/м³ здесь принята только для условного холодного расчёта. Для иной марки и температурного состояния используют согласованные исходные данные; точность плотности должна соответствовать требуемой точности дозировки.