3.6 Выбор вида и способа получения заготовки

Выбор заготовки обстоятельно обосновывается и излагается способ изготовления такой заготовки с приложением поясняющего рисунка (при рассмотрении двух возможных способов изготовления прилагаются два рисунка).

В машиностроении основными видами заготовок для деталей являются стальные и чугунные отливки, отливки из цветных металлов и сплавов, штамповки и всевозможные профили проката.

Материал детали выбирает конструктор, исходя из ее служебного назначения. При выборе материала устанавливают соответствие его механических, физических и химических свойств функциям, которые надлежит исполнять детали, и условиям его работы. При выборе материала учитывают его технологические свойства.

В серийном производстве заготовки получают из сортового круглого проката нормальной точности или штамповкой.

Если при выборе заготовок возникают затруднения, какой способ изготовления принять – производят технико-экономичес­кий расчет двух и более выбранных вариантов.

3.7 Технико-экономическое обоснование выбора заготовки

Технико-экономическое обоснование выбора заготовки для обрабатываемой детали производится по металлоемкости и себестоимости, учи­тывая при этом конкретные производственные условия.

Технико-экономическое обоснование ведется по двум или нескольким выбранным вариантам.

При экономической оценке определяют металлоемкость, себестоимость или трудоемкость каждого выбранного варианта изготовления заготовки, а затем их сопоставляют.

3.8 Технико-экономический расчет изготовления заготовки

Технико-экономический расчет изготовления заготовки производят в следующем порядке:

– устанавливают метод получения заготовки согласно типу производства, конструкции детали, материалу и другим техническим требованиям на изготовление детали;

– назначают припуски на обрабатываемые поверхности детали согласно выбранному методу получения заготовки по нормативным таблицам;

– определяют расчетные размеры на каждую поверхность заготовки;

– назначают предельные отклонения на размеры заготовки по нормативным таблицам в зависимости от метода получения заготовки;

– производят расчет массы заготовки на сопоставляемые варианты;

– определяют норму расхода материала с учетом неизбежных технологических потерь для каждого вида заготовки (некратность, на отрезание, угар, облой, и т.д.);

– определяют коэффициент использования материала по каждому из вариантов изготовления заготовок с технологическими потерями и без потерь;

– определяют себестоимость изготовления заготовки, выбранных вариантов для сопоставления и определения экономического эффекта получения заготовки;

– определяют годовую экономию материала от сопоставляемых вариантов получения заготовки;

– определяют годовую экономию от выбранного варианта заготовки в денежном выражении.

3.9 Методы определения припусков

В настоящее время в машиностроении широко применяется опытно-статистический метод установления припусков на обработку. При этом методе общие и промежуточные припуски берут из таблиц, которые составлены на основе обобщения производственных данных, полученных на передовых предприятиях. Недостаток метода – припуски назначают без учета конкретных условий построения технологических процессов. Общие припуски назначают без учета маршрута обработки данной поверхности, а промежуточные – без учета схемы установки и погрешностей, полученных на предшествующей обработке. В связи с этим припуски завышены, так как они ориентированы на условия обработки, при которых припуск должен быть наибольшим во избежание возможного брака изготовляемой детали.

Метод расчета припусков, лишенный указанных недостатков, был разработан проф. В. М. Кованом. Метод известен как расчетно-аналитический метод определения припусков. В соответствии с этим методом промежуточный припуск должен быть таким, чтобы при его снятии устранялись погрешности обработки и дефекты поверхностного слоя, полученные на предшествующем технологическом переходе, а также погрешность установки обрабатываемой заготовки, возникающая на выполняемом переходе. Метод базируется на учете выполнения конкретных условий принимаемого технологического процесса.

3.10 Разработка заготовки из проката

3.10.1 Припуски на заготовки из проката

Для ступенчатых валов расчет припусков и предельных размеров ведут по ступени с наибольшим диаметром.

По точности и шероховатости поверхности обрабатываемой детали определяются промежуточные припуски (табл. 5 ПРИЛОЖЕНИЯ 2) и по установленному маршруту обработки рассчитывается размер заготовки прокат.

3.10.2 Расчет размера заготовки прокат

(2)

Выбор необходимого размера и отклонений горячекатаного проката обычной точности по табл. 6 ГОСТ 2590 (ПРИЛОЖЕНИЕ 2).

3.10.3 Расчет общей длины заготовки из проката

(3)

где – номинальная длина детали по рабочему чертежу, мм;

– припуск на подрезку торцовой поверхности на сторону, мм (выбирается по табл. 7 ПРИЛОЖЕНИЯ 2).

3.10.4 Расчет объема заготовки (по плюсовым допускам)

(4)

где – длина проката (заготовки) с плюсовым допуском, см;

D_з.п.– диаметр заготовки по плюсовым допускам, см.

3.10.5 Расчет массы заготовки

(5)

3.10.6 Технологические потери заготовки из проката

Прокат поставляется длиной 4–7 метров.

Потери материала на деталь, изготавливаемую из проката, состоят из некратности длины проката, торцовой обрезки, прорезки и удаляемых опорных концов.

1) Длина торцового обрезка зависит от размеров сечения проката и при резке ножницами обычно составляет

l_от = (0,3…0,5) ^. а, (6)

где а — сторона квадрата (диаметр круга).

2) Прорезка определяется в зависимости от толщины дисковой пилы или ширины резца. Ширина прореза сегментной дисковой пилы диаметром 660 мм – 6 мм, а диаметром 710 мм – 6,5 мм. Ширина режущей части резца при разрезке проката на станках токарного типа зависит от диаметра заготовки (табл. 8 ПРИЛОЖЕНИЯ 2).

3) Некратность длины проката определяется исходя из выбран­ной длины проката и заготовки с учетом потерь от выбранного метода заготовительного раскроя. Расчетная длина некратности при раскрое немерного проката составляет примерно половину длины заготовки.

Некратность в зависимости от принятой длины проката, мм

_{Lнк = Lпр – x} ^. _{(Lз + lр),} (7)

где _Lпр - длина выбранного проката, мм; _x - число заготовок, изготавливаемых из принятой длины проката, шт; _Lз - длина заготовки, мм; l_р - ширина реза, мм.

4) Число заготовок, изготавливаемых из принятой длины проката , шт

(8)

где l_от – длина торцового обрезка проката, мм;

l_заж – минимальная длина опорного (зажимного) конца, мм.

5) Минимальная длина опорного конца зависит от конструкции технологического оборудования и зажимных элементов приспособления для данного станка. Она должна быть достаточной для создания надежного контакта при уравновешивании опрокидывающего момента (обычно не менее 10…20 мм) и выбирается в каждом отдельном конкретном случае.

6) Общие потери материала (%) при изготовлении деталей из проката

П_по = П_нк + П_от + П_заж + П_отр, (9)

где П_нк - потери материала на некратность, %;

П_нк= (L_нк ^. 100) / L_пр; (10)

П_от - потери на торцовую обрезку проката, %;

П_от = ( l_от ^. 100) / L_пр; (11)

П_заж - потери при выбранной длине зажима, %;

П_заж = (l_заж ^. 100) / L_пр; (12)

П_отр - потери на отрезку заготовки, %;

П_отр = (l_р ^. 100) /L_пр. (13)

3.10.7 Коэффициент использования материала с учетом технологических потерь

К_им = G_д / G_з.п. (14)

где G_д - масса детали по рабочему чертежу, кг; G_з.п.- расход материала на заготовку с учетом технологических потерь, кг.

Для рационального расходования материала необходимо повышать коэффициент его использования, он должен быть не ниже 0,75.

3.10.8 Расход материала на заготовку с учетом технологических потерь

G_з.п. = G_з (100 + П_п.о.) / 100 (15)

3.10.9 Годовая экономия материала от выбранного метода получения заготовки с учетом технологических потерь:

Э_м.п. = (G_з.п.^I – G_з.п.^II) ^. N (16)

где G_з.п.^I – расход материала на одну деталь при первом методе получения заготовки, кг;

G_з.п.^II – расход материала на одну де­таль при втором методе получения заготовки, кг.

3.11 Разработка штампованной заготовки

Поковка стальная штампованная – изделие, изготовленное горячей объемной штамповкой в соответствии с техническими требованиями.

Величину припуска на механическую обработку стальных поковок общего назначения, изготовляемых горячей объемной штамповкой на разных видах кузнечно-прессового оборудования определяют по табличным нормативам, согласно массе заготовки, точности ее изготовления, группе стали, степени сложности, габаритным размерам, шероховатости обрабатываемых поверхностей по ГОСТ 7505 или расчетно-аналитическим методом.

ГОСТ 7505 распространяется на стальные штампованные поковки массой не более 250 кг и (или) с габаритным линей­ным размером не более 2500 мм, изготовленные горячей объемной штамповкой.

Конструктивные характеристики поковки: класс точности поковки, группа стали, степень сложности, конфигурация поверхности разъема штампа.