Выбор оптимального метода получения заготовки
Шкивы изготавливают из чугуна, стали, легких сплавов и неметаллических материалов. Марку чугуна выбирают так, чтобы обеспечивалась высокая прочность и наименьший износ трущихся поверхностей.
Для данной детали выбран чугун СЧ15. Выбор обусловлен перечисленными выше требованиями к материалу.
Получить заготовку шкива можно следующими способами: 1) литье в песчано-глинистые формы; 2) литье в кокиль.
Сравним 2 вида литья, применимых для получения шкива.
Литье в песчано-глинистые формы
Литье песчано-глинистые формы является наиболее распространенным во многих отраслях промышленности (станкостроение, автомобильная отрасль и др.) и относительно простым способом получения отливок. Этот способ широко применяют при единичном, серийном и массовом производстве.
Достоинства метода:
возможность получения отливок больших диапазонов размеров и массы;
экономичность получаемых заготовок.
Недостатки метода:
необходимость разрушения формы для извлечения заготовки;
низкое качество поверхности.
Себестоимость заготовки [1, стр.66]:
(3.1);
где:
Q – масса заготовки, кг;
– стоимость
1 т металла, руб.;
– стоимость
1 т отходов из металла, руб.;
– коэффициент,
зависящий от класса точности заготовки;
– коэффициент,
зависящий от марки материала заготовки;
– коэффициент,
зависящий от группы сложности заготовки;
– коэффициент,
зависящий от массы заготовки;
– коэффициент,
зависящий от объёма производства.
=
= 11,3 руб./изд.
Литье в кокиль
Литье в кокиль – это технологический процесс изготовления отливок путем заливания металлического расплава в многооборотные формы, выполненные из металла (сталь, чугун и пр.). Эту форму называют кокиль.
Данный вид литья применяется в серийном и крупносерийном производствах для получения отливок с достаточно высокой точностью и шероховатостью поверхности. Литьем в кокиль получают сложные по конфигурации детали, небольших размеров и массы. Рассматриваемый метод требует подготовки металлической формы, что связано с немалыми финансовыми затратами. Он характеризуется трудоемкостью, т.к. требует специального инструмента и оснастки. При этом в отливках из чугуна, получаемых в кокилях, вследствие особенностей кристаллизации часто образуются карбиды, отрицательно влияющие на свойства чугуна: снижается ударная вязкость, износостойкость, резко возрастает твердость в отбеленном поверхностном слое, что затрудняет обработку резанием таких отливок и приводит к необходимости подвергать их термической обработке (отжигу) для устранения отбела. Время отжига может достигать до 100 часов.
Тем не менее, литье в кокиль по сравнению с литьем в песчаные формы имеет следующие преимущества: сокращение механической обработки отливок, сокращение расхода формовочных материалов.
Себестоимость заготовки:
=
= 5,7 руб./изд.
Таким образом, на первый взгляд, может показаться, что метод получения отливки в кокиле экономически выгоден. Однако необходимо учесть стоимость создания металлической формы, время на отжиг от отбела и другие факторы, дополнительно влияющие на себестоимость заготовки.
Исходя из изложенного выше, окончательно принимаем метод получения заготовки – литьем в песчано-глинистые формы. Расчет припусков точности отливки будем производить по ГОСТ 26645-85 «Отливки из металлов и сплавов». Результат вычислений представлен на чертеже заготовки на рис. 3.1.
Рисунок 3.1 – Чертеж заготовки
На чертеже видно, что обработке подлежат все поверхности заготовки, где максимальный припуск составляет 2,5 мм. При этом класс размерной точности отливки составил 7, степень точности поверхности – 10, класс точности массы – 6, а ряд припуска заготовки – 3. Допуск на массу отливки принят 3,2%.