1. Методика выбора заготовки

1.1 Систематизация методов выбора заготовок

Все разнообразие заготовок деталей массой от нескольких граммов до сотен тонн можно классифицировать по следующим признакам:

- базовый технологический метод и выбранный способ получения заготовки;

- материал заготовки;

- точность заготовки;

- себестоимость заготовки и затраты на ее обработку;

- предназначение заготовки.

Условимся под термином «технологический метод получения заготовки» понимать совокупность «способов получения заготовки», в основе которых лежит единый принцип ее формообразования, изготовления. Так, технологический метод литья включает в себя все способы литья, т.е. изготовления заготовки из жидкого материала заполнением им полости литейной формы - песчаной, металлической, оболочковой, керамической, ферромагнитной, вакуумно-пленочной. Обычно при выборе метода необходимо ориентироваться в первую очередь на заданный конструктором материал детали и требования к нему с точки зрения обеспечения служебных свойств изделия. Например, если на чертеже детали указан материал БрА10Ж4Н4Л или сталь ЗОГСЛ, то эту деталь следует изготавливать из заготовки, полученной методом литья, на что указывает буква «Л» в конце маркировки. Выбор способа литья (в песчаную форму, кокиль и т.д.) является следующим этапом выбора заготовки.

Так как при изготовлении заготовки могут применяться в определенной последовательности различные технологические методы, то один из них следует считать основным - базовым. Например, базовый технологический метод порошковой металлургии включает в себя не только методы получения и подготовки порошковых конструкционных материалов, но и методы прессования, спекания, пропитки, а также допрессовывания и калибрования спеченной прессовки.

Заготовки принято различать по виду, отражающему характерные особенности базового метода ее изготовления. Выделяют следующие виды заготовок:

- получаемые литьем (отливки);

- получаемые обработкой давлением (прокатные, волоченые, прессованные, гнутые профили; кованые и штампованные заготовки);

- получаемые методами порошковой и гранульной металлургии (порошковое изделие);

- получаемые комбинированными методами (комбинированные и сварные заготовки);

- получаемые специализированными методами из композиционных материалов (композитные заготовки и полуфабрикаты).

В зависимости от материала различают следующие разновидности заготовок:

- металлические - из сплавов черных и цветных металлов;

- неметаллические - из пластмасс, эластомеров;

- комбинированные - из комбинации металлов и неметаллов;

- порошковые - из металлического порошка или из его смеси с неметаллическим порошком, а также из неметаллического порошка, частицы которого покрыты слоем металла;

- волокновые - из порошкового волокна, т.е. разновидности частиц металлического порошка, у которых один из габаритных размеров не менее чем в пять раз превышает остальные;

- гранульные - из гранулируемых сложнолегированных жаропрочных сплавов.

Как известно, под точностью деталей машин понимают степень соответствия параметров изготовленной детали данным чертежа или ее прототипу. В отличие от этого определения понятия точности детали под точностью заготовки следует понимать степень соответствия (приближения) размеров, формы и взаимного расположения ее поверхностей к аналогичным параметрам готовой детали.

Повышение точности изготовления заготовки снижает трудоемкость последующей обработки и сокращает расход материала вследствие уменьшения количества стружки. Точность изготовления заготовок, деталей и собранной машины или отдельных ее соединений связаны между собой и находятся в определенной зависимости. Одним из примеров такой зависимости служит явление копирования. Оно состоит в том, что погрешности заготовки (овальность, отклонения от прямолинейности, плоскостности и др.) в определенной степени переносятся на готовую деталь. Так, если заготовка вала в поперечном сечении имела овал, то и готовый вал в поперечном сечении овал сохранит, но только с иным соотношением большой и малой осей. Это соотношение зависит от состояния используемой технологической системы.

Характеристики точности заготовок необходимы для назначения режима обработки, проектирования технологической оснастки (приспособлений), прогнозирования точностных показателей деталей и решения ряда других технологических задач.

Способы достижения точности размеров заготовок и деталей при механической обработке тесно связаны между собой. Заготовки, полученные единичным способом, обычно устанавливают на станках с помощью выверки. Положение инструмента также обеспечивают единичным способом. Обработка на автоматическом металлорежущем оборудовании проводится способом партионной наладки технологической системы. В этом случае необходимо иметь более точные заготовки вне зависимости от объема выпуска продукции.

Интегральным показателем точности заготовки в первом приближении может служить коэффициент использования металла Ки м, т.е. безразмерная величина, определяемая отношением массы изделия к норме расхода металла на его изготовление.

По точности заготовки можно разделить на следующие разновидности:

- особо высокой точности (К_и.м ≥ 0,98);

- высокой точности (0,98 > К_и.м ≥ 0,90);

- точные (0,90 > К_и.м ≥ 0,70);

- обычной точности (0,70 > К_и.м ≥ 0,50);

- низкой точности (0,50 > К_и.м ≥ 0,30);

- грубые (0,30 > К_и.м ≥ 0,15);

- очень грубые (К_и.м < 0,15).

По себестоимости заготовки можно разделить на следующие группы:

- весьма дорогие;

- дорогие;

- относительно недорогие;

- дешевые.

При определении себестоимости заготовки и технологической себестоимости детали выявляют критерий, который и позволяет отнести заготовку к той или иной группе себестоимости, т.е. считать заготовку дорогой или дешевой.

Следует учитывать, что при окончательном выборе вида заготовки и способа ее изготовления во внимание принимают не только себестоимость заготовки, но и затраты на ее последующую механическую обработку резанием. Эти затраты могут быть существенными при использовании дешевой и, как правило, грубой заготовки.

По своему предназначению заготовки могут быть адресованы для обработки

- на неавтоматизированном оборудовании (станках нормальной точности с ручным управлением), на котором ведется обработка относительно грубых и дешевых заготовок;

- на автоматизированном оборудовании (станки повышенной, высокой, особо высокой точности), т.е. на агрегатных станках, автоматических линиях, станках с ЧПУ и в ГПС, где заготовка должна быть точной или высокоточной и, как правило, относительно дорогой.