2.2 Вибір виду і методу отримання заготовки

Форма та розміри заготовки значною мірою впливають як на технологію її виготовлення, так і на послідовність обробки. Точність розмірів і форми заготовки здебільшого визначає трудомісткість виготовлення та вартість готового виробу. Форма, розміри, стан поверхонь і поверхневих шарів заготовки можуть істотно впливати на технологію подальшої її обробки. Тому більшість заготовок піддають попередній обробці, яка полягає в тому, щоб забезпечити їх технологічність для наступної механічної обробки на металорізальних верстатах. До такої обробки належать зачищення, виправлення, розрізування, центрування, термічна обробка.

Таким чином, при розробці процесу виготовлення деталі «Колесо зубчасте» можуть бути два принципові напрямки:

а) отримання заготовки, яка найбільш наближена за формою та розмірами до готової деталі, тоді на заготівельні цехи приходиться значна доля трудомісткості виготовлення деталі, а менша доля - приходиться на механічні цехи;

б) отримання грубої заготовки з великими припусками, тоді на механічні цехи приходиться основна доля трудомісткості та собівартості виготовлення.

Для виготовлення зубчастого колеса обираємо два варіанти виготовлення заготовки, після чого проведемо їх техніко - економічне порівняння та прийдемо до висновку про оптимальний варіант її виготовлення.

Варіант І – заготовка-штамповка без отвору;

Варіант ІІ – заготовка-штамповка з отвором.

Рис. 2 Ескіз заготовки – штамповки без отвору

Рис. 3 Ескіз заготовки – штамповки з отвором

3. Техніко-економічне обґрунтування вибору заготовки

Для визначення оптимального варіанта виготовлення деталі проведемо порівняльну характеристику заготовок за коефіцієнтом використання матеріалу та вартостями заготовок.

Варіант 1 – Заготовка-штамповка без отвору

1.Визначаємо коефіцієнт використання матеріалу

К_в.м. = ,

де М_дет – маса деталі, кг; М_дет = 52 кг;

М_заг1 – маса заготовки, кг

М_заг1 = V , кг

де V – об’єм штампованої заготовки, м³

γ – питома вага матеріалу заготовки, кг/м³ ; γ = 7800 кг/м³

Щоб визначити об’єм заготовки-штамповки розбиваємо умовно креслення заготовки на прості частини, щоб кожна з них мала просту геометричну форму, зручну для розрахунку об’єму.

Об’єм заготовки: V = V₁+ V₂ + V₃+ V₄, м³

Щоб визначити об’єм кожної частини, треба знати їх діаметри та довжини. Для цього визначаємо спільні припуски на діаметри (Д₁, Д₂, Д₃, Д₄) торці та уступи.

Д_заг = Д_{ном.дет} + (П_заг + δ_п) , мм

де Д_ном – номінальний діаметр деталі, мм;

П_заг – спільний припуск на сторону, мм;

δ_п – додаток на спільний припуск в залежності від класу шорсткості.

Д_заг1 =180+(3,4+0,5)×2=187,8 мм

Д_заг2 =270+(3,8+0,5)×2=279,6 мм

Д_заг3 =440+(4,1+0,5)×2=449,2 мм

Д_заг4=170+(3,4+0,5)×2=177,8 мм

2 Визначаємо довжини частин заготовки

L_заг1 = L_дет1, мм

L_заг1 =100 мм

L_заг2 = L_дет2 + (П_заг+ δ_п)×2, мм

L_заг2 =20+(3,2+0,3)×2=27 мм

L_заг3 = L_дет3 , мм

L_заг3 =20 мм

L_заг4 = L_дет4, мм

L_заг4=80 мм

3 Визначаємо об’єм заготовки кожної частини за формулою:

, м³

Об’єм першої частини заготовки буде становити:

, м³

V₁ =

Об’єм другої частини заготовки буде становити:

, м³

V₂ =

Об’єм третьої частини заготовки буде становити:

, м³

V₃ =

Об’єм четвертої частини заготовки буде становити:

, м³

V₄ =

Загальний об’єм становить:

V = V₁ + V₂ + V₃ + V₄, м³

V =0,0027+0,0016+0,0031+0,0019=0,0237 м

4 Маса заготовки становить:

М_заг1 = V , кг

М_заг1 = 0,0237×7800=184,86 кг

5 Визначаємо коефіцієнт використання матеріалу за формулою:

К_в.м. = ,

К_в.м. =

6 Визначаємо вартість заготовки-штамповки за формулою:

В_заг1 = , грн.

де В_1тони – вартість 1 тони штамповки, грн. ; В_1тони = 6000 грн.;

К₁, К₂, К₃, К₄ – коефіцієнти серійності, маси матеріалу, складності заготовки.

В_заг1 = грн.

Варіант 2 – Заготовка-штамповка з отвором

1 Визначаємо коефіцієнт використання матеріалу

К_в.м. = ,

де М_дет – маса деталі, кг, М_дет = 52 кг;

М_заг2 – маса заготовки, кг

М_заг2 = V , кг

де V – об’єм кованої заготовки, м³

γ – питома вага матеріалу заготовки, кг/м³ ; γ = 7800 кг/м³

Щоб визначити об’єм заготовки розбираємо умовно креслення заготовки на прості частини, щоб кожна з них мала просту геометричну форму, зручну для

розрахунку об’єму.

Об’єм заготовки: V = V₁+ V₂ + V₃ + V₄ , м³

Щоб визначити об’єм кожної частини, треба знати їх діаметри та довжини. Для цього визначаємо спільні припуски на діаметри (Д₁, Д₂, Д₃, Д₄, Д₅ ) торці та уступи.

Д_заг = Д_{ном.дет} + (П_заг + δ_п) , мм – для зовнішніх поверхонь

Д_заг = Д_{ном.дет} - (П_заг + δ_п) , мм – для внутрішніх поверхонь

де Д_ном – номінальний діаметр деталі, мм;

П_заг – спільний припуск на сторону, мм;

δ_п – додаток на спільний припуск в залежності від класу шорсткості.

Д_заг1 =180+(3,4+0,5)×2=187,8 мм

Д_заг2 =270+(3,8+0,5)×2=279,6 мм

Д_заг3 =440+(4,1+0,5)×2=449,2 мм

Д_заг4=170+(3,4+0,5)×2=177,8 мм

Д_заг5 =120-(3,3+0,8)×2=111,8 мм

2 Визначаємо довжини частин заготовки

L_заг1 = L_дет1, мм

L_заг1 =100 мм

L_заг2 = L_дет2 + (П_заг+ δ_п)×2, мм

L_заг2 =20+(3,2+0,3)×2=27 мм

L_заг3 = L_дет3 , мм

L_заг3 =20 мм

L_заг4 = L_дет4, мм

L_заг4=80 мм

3 Визначаємо об’єм заготовки кожної частини за формулою:

Об’єм першої частини заготовки буде становити:

, м³

V₁ =

Об’єм другої частини заготовки буде становити:

, м³

V₂ =

Об’єм третьої частини заготовки буде становити:

, м³

V₃ =

Об’єм четвертої частини заготовки буде становити:

, м³

V₄ =

Загальний об’єм становить:

V = V₁ + V₂ + V₃ + V₄, м³

V =0,0018+0,0014+0,003+0,0012=0,0074 м

4 Маса заготовки становить:

М_заг2 = V , кг

М_заг2 = 0,0074×7800=57,72 кг

5 Визначаємо коефіцієнт використання матеріалу за формулою:

К_в.м. = ,

К_в.м. =

6 Визначаємо вартість заготовки за формулою:

В_заг2 = , грн.

де В_1тони – вартість 1 тони штамповки, грн. ; В_1тони = 6500 грн.;

К₁, К₂, К₃, К₄ – коефіцієнти серійності, маси матеріалу, складності заготовки.

В_заг2 = грн.

Порівняльну характеристику за варіантами заготовок зведемо до таблиці 2.1

Таблиця 2.1 Порівняльна характеристика

У гривнях

Вид заготовки	Кв.м.	Вартість заготовки
Штамповка без отвору	0,3	1109,16
Штамповка з прошитим отвором	0,8	375,18

Висновок: на основі порівняння коефіцієнтів використання матеріалу та вартостей варіантів заготовок робимо висновок про те, що більш економічним варіантом є заготовка, одержувана методом штамповки з отвором, тому що її коефіцієнт використання матеріалу вищий і відповідно вартість нижча, в порівнянні з заготовкою штамповкою без отвору.

При виборі штамповки з отвором досягається висока точність виготовлення заготовки, зменшення витрат матеріалу і висока продуктивність та економічність.