Круг конструкционный — горячекатаные или калиброванные металлические стержни. Из-за высокой цены менее востребованы кованые изделия. Отличие от других видов сортового проката — круглое сечения. Заготовки предназначены для дальнейшей обработки.
Конструкционные круги используют в машиностроительной отрасли. Большую часть сортового проката применяют для изготовления шестерен, валов, осей.
Изделия из легированных металлов проходят закалку. Стержни используют в тяжелонагруженных и ответственных устройствах. Из сталей обыкновенного качества производят пружины, рессоры и другие износостойкие детали.
Требования к горячекатаным изделиям круглого сечения
Основные положения перечислены в ГОСТ 2590-2006. Диаметр (d) сечения изделия: 5-270 мм. Если вопрос согласован с потребителем, регламент разрешает производить прокат в = 270-330 мм. Отклонение от стандартных требований фиксируют в спецификации и документах на отгрузку.
Нормативная длина мерного изделия зависит от материала. Предельный размер металлопроката из низколегированных и углеродистых сплавов обыкновенного качества: 2,0-12,0 м. Если потребитель выбирает стержни из конструкционной и легированной стали, длина проката равна 2,0-6,0 м. Когда заказывают легированный материал, ориентируются на габариты: 1,0-6,0 м.
Параметры проката немерной длины: 3,0-13,0 м. Регламент допускает присутствие в партии 10% заготовок меньшего размера. Документ устанавливает ограничение — 75% минимальной длины.
Горячекатаный металл d < 9 мм поставляют в мотках, d < 9 мм — прутках. По желанию потребителя стандартные параметры изменяют. Норматив допускает поставку проката d < 9 мм в прутках, а d > 9 мм — мотках. Обязательное условие — отразить действительные размеры (и упаковку) в техдокументации.
Классификация конструкционного горячекатаного круга
Критерии выбора металлопроката — точность изготовления, длина, способ поставки, кривизна. Для ответственных конструкций покупают продукцию особо высокого класса (АО1).
Оптимальное соотношение цена–качество — у стержней высокого класса точности. Во вторую категорию входят три подгруппы: А3, А2, A1.
Менее жесткие требования установлены для проката повышенного класса точности (Б1). Бюджетный вариант купить конструкционный круг — продукция с маркировкой В5, В4, В3, В2 или В1.
Для кривизны стандарт определяет свои классы качества: I, II, III, IV.
Чтобы обозначить длину горячекатаного сортового проката, применяют стандартный способ — два буквенных символов. Литера «М» указывает на мерность, «Н» — немерность, «О» — ограниченность. Когда печатают полную маркировку, в нужном месте пишут сочетание «МД1», «КД», «ОД1», «НД», «МД», «КД1» или «ОД».
Стандарт накладывает дополнительные ограничения на стержни: «МД» и «КД». Для этих категорий документ указывает особые предельные отклонения по длине: «БД» и «ВД».
Норматив содержит таблицу, в которой представлены параметры:
- номинальный диаметр: 5-270 мм;
- допуски, распределенные по классам точности: А1, В1, В2, А2, Б1, АО1;
- площадь поперечного сечения: 0,196- 572,555 см2;
- масса проката в пересчете на один метр: 0,154- 449,456 кг.
Погрешности изготовления горячекатаных конструкционных кругов
Стандарт использует два типа отклонений от номинального диаметра. Для групп А1, Б1, В1 установлена разные допуски в плюс и минус. Например, для стержня d = 20 мм:
- от +0,1 до -0,4 мм (А1):
- от +0,2 до -0,5 мм (Б1);
- от +0,4 до -0,5 мм (В1).
Если рассматривать категории АО1, А2 и В2, стандарт применяет допуска равной величины относительно нулевой отметки. Пример, d = 20 мм: ±0,15 мм (АО1), ±0,20 мм (А2) и ±0,5 мм (В2).
Чем крупнее стержень, тем больше погрешность. Предельные отклонения горячекатаных изделий d = 270-300 мм — ±6,0 мм. Если d = 300-330 мм, — ±7,0 мм.
Стандарт допускает изготовление конструкционных кругов категории В5 с плюсовыми погрешностями:
- d = 25,0-31,0 мм — величина допуска не должна превышать 0,9 мм;
- d = 19,0-25,0 мм — 0,8 мм;
- d = 9,0-19,0 мм — 0,6 мм;
- d = 5,0-9,0 мм — 0,5 мм.
Чтобы рассчитать предельные отклонения для d = 31,0-270,0 мм, суммируют численные значения, указанные для проката точности В1. Информацию берут из таблицы норматива.
Отклонение от формы конструкционного круга
Овальность не должна превышать 75% суммы предельных отклонений по «d».
Заказчик вправе потребовать уменьшить стандартный параметр до 50%. Если партия изготовлена из быстрорежущей или инструментальной легированной стали, овальность не должна превышать 60% суммы погрешностей.
Для изделий диаметром 5-270 мм первого класса кривизны стандарт устанавливает одинаковый допуск. Параметр составляет 0,2% от длины.
Отклонение от прямой оси для групп II, III, IV (в процентах):
- d = 80,0-200,0 мм — 0,25 (II), 0,45 (III), 0,50 (IV);
- d = 25,0-80,0 мм — 0,40 (II), 0,45 (III), 0,50 (IV);
- d < 25,0 мм — 0,50 (II), для III, IV — не регламентируется.
Особенности производства калиброванного конструкционного круга
Сортамент продукции перечислен в нормативе: ГОСТ 7417-75. Документ распространяется на сортовой прокат круглого сечения, изготовленный горячим и холодным методом.
Цель калибровки — повысить точность изготовления стержней и улучшить механические свойства.
По «горячей» технологии обрабатывают прокат большого диаметра и длины. Преимущество продукции — меньше трудозатраты, цена и скорость изготовления.
Больше стоят конструкционные круги, калиброванные в холодном состоянии. Требования к изделиям выше: меньше величина отклонения от номинальных размеров.
К горячекатаной заготовке прилагают большие усилия, поэтому при «холодной» обработке материал упрочняется. На поверхности металла образуется наклеп, изменяется структура и фазовое состояние.
Чтобы снять часть напряжений, производят рекристаллизационный отжиг. Нагрев незначительно уменьшает прочность.
После калибровки конструкции обрабатывают на холодновысадочном оборудовании. Детали используют предприятия, которые выпускают автомобили, суда, станки, летательные аппараты. Продукцию покупают предприятия, занятые добычей и переработкой.
Требования к калиброванному конструкционному кругу
В зависимости от способа обработки заготовок, стандарт разделяет стержни на две категории: без отделки и продукция со специально обработанной поверхностью.
Стандарт содержит таблицу, в которой указаны численные значения параметров:
- диаметра: 30,0-100,0 мм:
- предельных отклонений, соответствующих квалитетам: h9, h10, h11, h12;
- площадей сечений: 7,07 - 7854 см2;
- масс: 0,056 - 61,65 кг/м.
Пример соотношения номинальных диаметров и погрешностей, в зависимости от поля допуска:
- d = 3.0 мм — отклонение: -0,025 (h9), -0,040 (h10), -0,060 (h11), -0,100 (h12);
- d = 50.0 мм — -0,062 (h9), -0,100 (h10), -0,160 (h11), -0,250 (h12);
- d = 100.0 мм — -0,220 (h11) и -0,350 (h12).
Допуски указаны в миллиметрах.
Если калиброванная сталь предназначена для холодной высадки, стандарт устанавливает 33 дополнительных диаметров: 4,35-45,89 мм.
Требования к овальности — не превышать значений, указанных в таблице с основными параметрами. Потребитель вправе устанавливать меньший допуск — 50% стандартной величины.
Конструкционный круг d < 5.0 мм поставляют в мотках, d >5.0 мм — прутках.
Длина (L) мерных калиброванных стержней зависит от материала. Если для изготовления продукции используют высоколегированную сталь, ориентируются на размер L = 1,5-6,5. Норму L = 2,0-6,5 м применяют к прокату из качественных углеродистых, легированных, автоматных и низколегированных сплавов.
Допуск по длине: при L < 4,0 м — +30 мм, если L > 4,0 м — +50 мм.
Степень отклонения от продольной оси на один погонный метр (в миллиметрах):
- d < 25,0 мм — предельная кривизна: 1,0 (h9), 2,0 (h10 и h11), 3,0 (h12);
- d = 25,0-50,0 мм — 0,75 (h9), 1,0 (h10 и h11), 2,0 (h12);
- d > 50,0 мм — 0,50 (h9), 1,0 (h10 и h11), 1,0 (h12).
Значение погрешности на полную длину (в процентах):
- d < 25,0 мм — 0,10 (h9), 0,20 (h10 и h11), 0,30 (h12);
- d = 25,0-50,0 мм — 0,075 (h9), 0,10 (h10 и h11), 0,20 (h12);
- d > 50,0 мм — 0,05 (h9), 0,10 (h10 и h11), 0,10 (h12).
Стандарт регламентирует косину реза конструкционного калиброванного круга:
- d < 15,0 мм — 0,2*d;
- d = 15.0-30.0 мм — 3 мм;
- d > 30,0 мм — 5 мм.
Кованые стержни производят на гидропрессах. Требования к продукции перечислены в стандарте № 1133-71. Разброс по диаметру составляет 40-200 мм. Из конструкционного кованого круга производят изделия с высокими требованиями к прочности: шестерни, шпиндели, валы, цилиндры.
