4. Определение типа производства

Для предварительного определения типа производства можно использовать годовой объем выпуска 9000 штук и массу детали 10,8 кг и по табл. 2 ПРИЛОЖЕНИЕ 2 – производство серийное.

5. Выбор способа получения заготовки

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

Для окончательного выбора заготовки производят технико-экономичес­кий расчет двух и более выбранных вариантов.

5.1 Назначение припусков и допусков на заготовку из проката для изготовления ступенчатого вала по рис. 1

За основу расчета промежуточных припусков принимается наружный максимальный диаметр детали 80f7. Из табл. 18 ПРИЛОЖЕНИЕ 2 или по рис. 2 по размеру 80f7 – отклонения (–0,03; –0,06). Согласно точности f7 и шероховатости Ra1,6 поверхности Ø80 обрабатываемой детали определяются промежуточные припус­ки по табл. 5 ПРИЛОЖЕНИЕ 2. При точении черновом припуск на обработку составляет 4,5 мм, при точении чистовом припуск 2 мм, на шлифовальную однократную обработку 0,5 мм.

5.1.1 Расчет размера заготовки прокат

По расчетным данным выбирается необходимый размер горячекатаного проката обычной точности по ГОСТ 2590 (табл. 6) ПРИЛОЖЕНИЕ 2.

Диаметр проката 90 (+0,5; –1,3) сталь 45 ГОСТ 1050:

.

Нормальная длина проката стали обыкновенного качества при диаметре 53 … 110 мм 4…7 м.

5.1.2 Припуски на подрезку торцовых поверхностей заготовки (Ø80 мм, длина 300 мм) 1,2 мм на сторону по табл. 7 ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Припуск на обработку двух торцовых поверхностей заготов­ки равен 2,4 мм.

5.1.3 Общая длина заготовки

,

где L_д – номинальная длина детали по рабочему чертежу, мм;

Z_т – припуск на подрезку торцовой поверхности, на сторону, мм.

5.1.4 Предельные отклонения на длину заготовки устанавливаются по справочным таблицам (табл. 19 ПРИЛОЖЕНИЕ 2).

При разрезке проката на ножницах точность резки 17-ый квалитет, Исходя из предельных отклонений 17-го квалитета ± 2,6 мм (для размера 302,4 мм) максимальная длина заготовки 302,4 + 2,6 = 305 мм (L_з.max = 305 мм).

5.1.5 Объем заготовки определяется по плюсовым допускам

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

D_з.п. – диаметр заготовки по плюсовому допуску, см.

5.1.6 Масса заготовки прокат

5.1.7 Выбор оптимальной длины проката

5.1.7.1 Потери на зажим заготовки l_заж принимаются равными 80 мм.

5.1.7.2 Длина торцового обрезка проката (заготовка отрезается на ножницах):

l_об = (0,3 ÷ 0,5) d = 0,3 ^. 90 = 27 мм

где d = 90 мм – диаметр сечения заготовки:

5.1.7.3 Число заготовок, исходя из принятой длины проката по стандарту

1) Из проката длиною 4 м

Получаем 12 заготовок из данной длины проката.

2) Из проката длиною 7 м

Получаем 22 заготовки из данной длины проката.

5.1.7.4 Остаток длины (некратность) в зависимости от принятой длины проката

1) Из проката длиною 4 м:

L_нк4 = L_пр – l_об – l_заж – (L_{з max} ^. x₄) = 4000 – 27 – 80 – (305 ^. 12) = 233 мм.

В процентах:

П_нк4 = (L_нк4 ^. 100) /L_пр = (233 ^. 100) / 4000 = 5,83 %.

2) Из проката длиною 7 м:

L_нк7 = 7000 – 27 – 80 – (305 ^. 22) = 183 мм

В процентах:

П_нк7 = (183 ^. 100) / 7000 = 2,61 %.

Вывод: Из расчетов на некратность следует, что прокат длиною 7 м для изготовления заготовок более экономичен, чем прокат длиною 4 м.

5.1.8 Потери материала на зажим при отрезке по отношению к длине проката составят:

П_заж = (l_заж ^. 100) L_пр = (80 ^. 100) / 7000 = 1,1 %.

5.1.9 Потери материала на длину торцевого обрезка проката в процентном отношении к длине проката составят:

П_о.т = (l_об ^. 100) / L_пр = (27 ^. 100) / 7000 = 0,38 %.

5.1.10 Общие потери (%) к длине выбранного проката:

П_п.о. = П_н.к. + П_от + П_заж = 2,61 + 0,38 +1,1 = 4,09 %.

5.1.11 Расход материала на одну деталь с учетом всех технологических неизбежных потерь:

G_з.пр. = G_з (100 + П_п.о.) / 100 = 15,4(100 + 4,09) /100 = 16,03 кг.

5.1.12 Коэффициент использования материала:

К_и.м = G_Д / G_з.п.. = 10,8 /16,03 = 0,67.

5.1.13 Стоимость заготовки из проката:

С_м – стоимость 1 кг проката (табл. 15 ПРИЛОЖЕНИЕ 2).

С_отх – стоимость одной тонны стружки (табл. 16 ПРИЛОЖЕНИЕ 2).

5.2 Пример назначения припусков и допусков на штампованную заготовку для изготовления ступенчатого вала по рис. 1.

Штамповочное оборудование: горизонтально-ковочная машина ГКМ.

Число переходов 2.

Нагрев заготовок индукционный.

5.2.1 Исходные данные детали

Материал – сталь 45 (по ГОСТ 1050: 0,42 – 0,45% С; 0,5 – 0,8% Mn; 0,17 – 0,37% Si).

Масса детали 10,8 кг.

5.2.2 Исходные данные для расчета

1) Масса поковки (расчетная) 14,04 кг [расчетный коэффициент К_р = 1,3 (табл. 12 ПРИЛОЖЕНИЕ 2)]; 10,8 ^. 1,3 = 14,04 кг.

2) Класс точности Т4 (см. табл. 9 ПРИЛОЖЕНИЕ 2).

3) Группа стали М2. Средняя массовая доля углерода в стали 0,45 % .

4) Степень сложности С1 (табл. 10 ПРИЛОЖЕНИЕ 2).

Степень сложности поковок, получаемых на горизонтально-ковочных машинах, допускается определять в зависимости от числа переходов: С1 – не более чем при двух переходах.

5) Определение исходного индекса.

Чис­ленную величину исходного индекса (ИН) определяем по формуле:

ИH = NI + (MS – 1) + (ST – 1) + 2(KT – 1)

где NI = 7 (принимается по табл. 11 ПРИЛОЖЕНИЕ 2); группа стали MS = 2 для М2; степень сложности поковки ST = 1 для CI; класс точности КТ = 4 для Т4). ИН = 7 + (2 – 1) + (1 – 1) + 2(4 – 1) = 14

Исходный индекс 14.