1.4 Выбор вида исходной заготовки и метода ее изготовления

Выбор заготовки проведем в следующей последовательности:

– определение вида исходной заготовки;

– выбор метода изготовления исходной заготовки;

– технико-экономическая оценка выбора заготовки.

1.4.1 Определение вида исходной заготовки

Вид исходной заготовки устанавливаем на основании конструктивных форм и размеров, материала детали, объема выпуска. При выборе вида исходной заготовки необходимо стремиться к максимальному приближению форм и размеров ее к параметрам готовой детали. Наибольшее применение в машиностроении получили заготовки из проката, поковки и отливки, также находят применение сварные, штампосварные, литейно-сварные, пластмассовые и заготовки, получаемые из спеченных материалов /5,14,16/.

Способ получения заготовки должен быть наиболее экономичным при среднесерийном производстве.

Достоинства штамповки – возможность получения деталей минимальной массы при заданной их прочности и жёсткости;

– достаточно высокие точность размеров и качество поверхности, позволяющие до минимума сократить отделочные операции обработкой резанием;

– сравнительные простота механизации и автоматизации процессов штамповки, обеспечивающая высокую производительность: 30-40 тыс. деталей за смену с одной машины;

– хорошая приспособляемость к масштабам производства, при которой листовая штамповка может быть экономически целесообразной и в массовом, и в мелкосерийном производствах.

На этих основаниях выберем вид колеса – штамповка, а в качестве альтернативного вида установим прокат.

1.4.2 Выбор метода изготовления исходной заготовки

Способы горячей штамповки:

1. Штамповка в закрытых штампах: масса до 50-100 кг; простой формы, преимущественно в виде тел вращения. Применяются для сокращения расхода металла (отсутствует заусенец) и для сталей и сплавов с пониженной пластичностью.

2. Штамповка на горизонтально-ковочных машинах: масса до 30 кг; в виде стержней с головками или утолщениями различной формы, полые, со сквозными или глухими отверстиями, фланцами и выступами. Предпочтительна форма тела вращения.

1.4.3 Требования к чертежу исходной заготовки

Рисунок 2 – Эскиз штамповки вала

L_шт = L_дет + 2Z_черн + 2Z_{получист} + 2Z_чист (4)

L_заг = L_дет + 2Z_т.черн + 2Z_{пол.точ} + 2Z_{пред.шл} + 2Z_{окон.шл}

L_заг = 18+2·1,5+2·0,45+2·0,23+2·0,15=22,66 мм

d₁ = d + 2Z_черн.т + 2Z_пол.т + 2Z_{шл.окон}

d₁ = 115,5+2+1,5+2·0,45+2·0,2+2·0,3=120,4 мм

d₂ = d – 2Z_черн.т – 2Z_{получ.т} – 2Z_{пред.шл} – 2Z_{оконч.шл}

d₂ = 28–2·1,5–2·0,45–2·0,23–2·0,15=13,34 мм

Рисунок 3 – Эскиз проката вала

L_пр = L_дет + 2Z_черн + 2Z_{получист} + 2Z_чист (5)

L_заг = L_дет + 2Z_т.черн + 2Z_пол.ч + 2Z_чист

L_заг = 18 + 2Z_т.черн + 2Z_{пол.ч.точ} + 2Z_{пред.шл} + 2Z_{окон.шл}

L_заг= 18+2·1,5+2·0,45+2·0,23+2·0,15=22,66 мм

Диаметр определили по ГОСТу 2590-71 мм

1.4.4 Обоснование выбора заготовки

V_шт=V₁ –V₂

V_шт=256108,55–9690,166=246418,39 мм³

m_шт=V·ρ=246418,39·7810=1,9 кг

Рисунок 4 – Эскиз штамповки вала

m_пр=256148,62·7810=2,0 кг

Рисунок 5 – Эскиз проката вала

На основании коэффициента использования металла можно сделать вывод, что экономичнее применять штамповку, так как меньше металла уходит в стружку. (Определяем это по коэффициенту использования металла)

K_им=q/Q (7)

где q – масса детали, кг;

Q – масса заготовки, кг.

K_им.шт=1,03/1,92 =0,536

K_им.пр=1,03/2,0=0,515

Экономическое обоснование выбора заготовки:

Таблица 3 – Исходные данные

Вид заготовки	Отливка	Прокат
Класс точности	2
Группа сложности	2
Масса заготовки, Q, кг	1,9	2,0
Стоимость 1 т заготовки Сi,руб	29300	25100
Sотх	2930	2510

29300 рублей требуется для покупки 1 тонны штамповки, 25100 рублей – для проката.

Стоимость заготовки, полученной из штамповки:

(8)

где C_i – базовая стоимость 1 тонны заготовок, р;

k_C, k_B, k_П, k_M, k_T – поправочные коэффициенты, зависящие от класса точности, группы сложности, массы, марки материала и объема производства заготовок.

S_шт=(29300/1000·1,9·1·0,87·1,14·1,18·1)–(1,9–1,103)2930/1000=62,816 р

Стоимость заготовки, полученной из проката:

S_прок=Q·S – (Q – q)·S_отх/1000 (9)

где Q – масса заготовки, кг;

S – цена 1 кг материала, р;

q – масса готовой детали, кг;

S_отх – цена 1 тонны отходов, р.

S_прок=2·25,1 – (2 – 1,103)·0,002=50,2 рублей

Э=(S_заг1 – S_заг2)·N_вып (10)

Э=(62,816-50,2)·3000=37848 рублей

На основании полученных данных, экономически более выгодно использовать прокат. Экономический эффект составляет 37848 рублей в год.