1.6 Выбор метода получения заготовки и разработка её конструкции.

Выбор метода получения заготовки зависит от типа производства, массы заготовки, её конфигурации, размеров.

Выбор заготовки – это выбор наиболее оптимальной, экономичной и технологичной заготовки.

В базовом варианте технологического процесса заготовкой является пруток из проката нормальной точности. Заготовка из проката является более дешёвой, но коэффициент использования металла ниже, чем при других методах. Использование проката вынуждает снимать дополнительные напуски, что приводит к увеличению механической обработки, увеличению технологического времени, износу инструмента. Поэтому необходимо сравнить два метода получения заготовки: прокат и поковку.

Назначим припуски на обработку по ГОСТ 7505-89 [2]

Масса детали - 0,21 кг.

Расчетный коэффициент Кр=1,5 (для деталей удлинённой формы с прямой осью)

Рассчитаем массу поковки:

М_п = 21∙1,5=0,315

Класс точности принимаем Т4 (т.к. основное деформирующее оборудование: КГШП, открытая облойная штамповка)

Группа стали М2 (т.к. сталь поковки с массовой долей углерода свыше 0,35 до 0,65 ⁰/₀);

Для определения степени сложности поковки, найдём отношение массы поковки к массе описанной вокруг нее фигуры - цилиндр длиной 170,5мм и диаметром 18 мм.

Размеры, описывающей поковку фигуры, мм:

L=170,5∙1,05=179 мм

D=18∙1,05=18,9 мм

Определим массу фигуры описанной вокруг поковки:

Gф=0,00005∙7800=0,39кг

Определим отношение:

Степень сложности С1.

Принимаем исходный индекс 8.

Припуски на механическую обработку:

основные припуски на размеры:

1,3 – длина 93,5

0,9 – длина 29

0,9 – длина 22

1,1 – длина 170,5

1,1– диаметр 15

1,1 – диаметр 16,75

1,1 – диаметр 10

1,1 – диаметр 14

Дополнительный припуск, учитывающий смещение поверхности разъема штампа – 0,1мм;

Минимальная величина радиусов закруглений наружных углов поковки 1,0мм.

Размеры поковки:

длина 93,5+(1,3 +0,1)∙2= 96,3 мм;

длина 29-(0,9 +0,1)= 28 мм

длина 22-(0,9 +0,1)= 21 мм

длина 170,5+(1,1+0,1)∙2=172,9 мм;

диаметр 15+(1,1+0,1+0,5)∙2=18,4 мм;

диаметр 16,75+(1,1+0,1+0,5)∙2=20,15 мм;

диаметр 10+(1,1+0,1+0,5)∙2=13,4 мм;

диаметр 14+(1,1+0,1+0,5)∙2=17,4 мм.

Допускаемые отклонения размеров:

длина 96,3^+0,9_-0,5

длина 172,9 ^+1,1_-0,5

длина 28 ^+0,7_-0,3

длина 21 ^+0,7_-0,3

диаметр 18,4^+0,7_-0,3

диаметр 20,15^+0,7_-0,3

диаметр 13,4^+0,7_-0,3

диаметр 17,4^+0,7_-0,3

Допуск радиусов закруглений внутренних и наружных углов 0,5 мм.

Остаточный облой 0,5 мм.

Допускаемые отклонения штампованных уклонов 0,25 их номинальной величины.

Штампованные уклоны:

на наружной поверхности 7

Экономическое обоснование выбора заготовки.

Определим стоимость поковки по формуле:

, (2)

где: S_i - базовая стоимость одной тонны заготовок по ценам 1981г., руб.;

S_отх – базовая стоимость одной тонны отходов по ценам 1981г., руб.;

к_т - коэффициент, зависящий от класса точности;

к_с - коэффициент, зависящий от группы сложности;

к_в - коэффициент зависящий от массы;

к_м - коэффициент, зависящий от марки материала;

к_п - коэффициент, зависящий от объема производства.

Q-масса заготовки, кг;

q- масса детали, кг.

S₁= 373 руб./т.

S_отх = 28 руб./т.

к_т = 1; к_с = 0,87; к_в = 1; к_м = 1,21; к_п =1

Q= ;

где:

- плотность материала заготовки, =7800 кг/м³;

v - объём заготовки, м³.

Q=7800 ∙ 0,000047643=0,37 кг;

КИМ_(КГШП) = ;

руб. (4)

Определим стоимость заготовки из проката:

Себестоимость заготовки из прутка определим из формулы:

S_заг=М+∑С_о.з.; (5)

где М – затраты на материал заготовки, руб;

∑С_о.з – технологическая себестоимость заготовительной операции, руб;

С_о.з.= ; (6)

где С_п.з. – приведенные затраты на рабочем месте, коп/ч;

Т_шт-кал = 0,2 мин – штучно-калькуляционное время, мин;

С_п-з – 121 коп/ч, для отрезных станков, работающих ленточными пилами [цены 91 года];

С_о.з.= =0,004 руб;

Рассчитаем затраты на материал заготовки (проката):

М= -(Q-q)∙ ; (7)

где Q – масса заготовки с учетом потерь из-за некратности длины заготовки с прутком, кг;

q – масса детали, кг;

S =150 руб - цена 1 т материала заготовки;

S_отх=28 руб - цена 1 т отходов;

Масса заготовки без учета потерь:

Q=VĦρ;

где V – объем заготовки, см3;

ρ – плотность, г/см3;

Определим потери металла.

Принимаем прокат длиною 2 метра.

Определим количество заготовок, получаемых из проката:

X= ; (8)

где L_пр =2000 мм - длина выбранного проката;

l_о.т. – длина торцевого обрезка, мм;

l_о.т.=(0,3…0,5)∙d, (9)

d =18 мм - диаметр выбранного проката;

l_о.т.=(0,3…0,5)∙18=5,4…9 мм,

Принимаем l_о.т.=7 мм.

L_зза =20 мм – минимальная длина опорного конца;

L_з=175 мм – длина заготовки;

L_р=1 мм – ширина реза ленточной пилы.

X= =11,17

Получаем 11 заготовок из проката длиной 2 метра.

Определяем остаток проката с учетом всех операций :

L_ост=L_пр-11∙175; (10)

L_ост=2000-11∙175=75 мм;

Масса остатка:

M_ост=ρּV= кг.

Процент общих потерь:

Масса заготовки с учетом потерь:

Q=( ∙l_заг∙ρ) ∙ (1+П_ост); (12)

Q=( ∙175∙7800∙10^-9)∙(1+0.037)=0,36 кг.

Коэффициент использования материала:

КИМ= , (13)

КИМ_{(прокат)}= =0,58

Определим стоимость заготовки:

S_заг= -(0,36-0,21) ∙ =0,05руб.

Тогда себестоимость заготовки:

S_заг=0,05+0,004 =0,054 руб.

Т.к. стоимость заготовки из проката значительно меньше, чем стоимость заготовки получаемой на КГШП в открытом штампе, то в качестве заготовки принимаем прокат нормальной точности.