Проектирование заготовок / тема 7

Тема 7. Взаимосвязь заготовки и технологии изготовления детали.

1. Возможности расширения объема производства точных заготовок.

2. Нормализация и унификация, как средство увеличения серийности производства.

В современном производстве одним из основных направлений развития технологии механической обработки является использование черновых заготовок, обладающих экономичными конструктивными формами, обеспечивающими возможность применения наиболее оптимальных способов их обработки, т.е. обработки с наибольшей производительностью и наименьшим количеством отходов. Это направление требует непрерывного повышения точности заготовок и приближения их конструктивных форм и размеров к готовым деталям, что позволяет соответственно сократить объем обработки резанием, ограничивая ее в ряде случаев чистовыми отделочными операциями.

Снижение трудоемкости механической обработки заготовок, достигаемое рациональным выбором способа их изготовления, обеспечивает рост производства на тех же производственных площадях без существенного увеличения количества оборудования и технологической оснастки. Наряду с этим рациональный выбор способов изготовления заготовок применительно к различным производственным условиям определяет степень механизации и автоматизации производства.

Последовательное использование передовых технологических процессов изготовления заготовок обеспечит необходимую материальную базу для коренного улучшения использования материалов при резком сокращении их потерь и отходов и доведении среднего коэффициента использования материала до 0,59÷0,6.

Выбор вида заготовки для дальнейшей механической обработки во многих случаях является одним из весьма важных вопросов разработки процесса изготовления детали. Правильный выбор заготовки — установление ее формы, размеров (допусков) и твердости материала, т.е. параметров, зависящих от способа ее изготовления, — обычно весьма сильно влияет на число операций или переходов, трудоемкость и в итоге на себестоимость процесса изготовления детали. Вид заготовки в большинстве случаев в значительной степени определяет дальнейший процесс обработки.

Таким образом, разработка процесса изготовления детали может идти по двум принципиальным направлениям:

а) получение заготовки, приближающейся по форме и размерам к готовой детали, когда на заготовительные цехи приходится значительная доля трудоемкости изготовления детали и относительно меньшая доля приходится на механические цехи;

б) получение грубой заготовки с большими припусками на обработку, когда на механические цехи приходится основная доля трудоемкости и себестоимости изготовления детали.

В зависимости от типа производства оказывается рациональным то или иное решение или какое-либо промежуточное между ними. Первое направление соответствует, как правило, массовому и крупносерийному производству, так как дорогостоящее современное оборудование заготовительных цехов, обеспечивающее высокопроизводительные процессы получения точных заготовок, экономически оправдано лишь при большом объеме выпуска изделия. Второе направление типично для единичного или мелкосерийного производства, когда применение указанного дорогого оборудования в заготовительных цехах неэкономично.

Основными видами заготовок в зависимости от назначения деталей являются:

• отливки из черных и цветных металлов;

• заготовки из металлокерамики;

• кованые и штампованные заготовки;

• заготовки, штампованные из листового металла;

• заготовки из проката;

• сварные заготовки;

• заготовки из неметаллических материалов.

Метод получения заготовок в значительной мере определяется размерами программного задания и техническими возможностями заготовительных цехов предприятия или возможностями получения прогрессивных заготовок, ее назначения и техническими требованиями на изготовление, формой поверхности и размерами.

Для получения заготовок деталей в единичном, мелкосерийном и серийном производстве применяют ковочные молоты и гидравлические ковочные прессы. Заготовки характеризуются сравнительно грубым приближением к форме готовой детали и требуют больших затрат на последующую механическую обработку.

Для большего приближения формы заготовки к форме готовой детали в мелкосерийном производстве применяют подкладные штампы. Заготовку, предварительно выполненную свободной ковкой с помощью универсального кузнечного инструмента, помещают в подкладной штамп, где она принимает форму, более близкую к форме готовой детали.

Выбор заготовки во многом зависит от масштаба производства, чем ближе заготовка по форме и размерам к готовой детали, тем меньше расходы на изготовление детали в серийном и массовом производстве.

Произведем сравнение двух возможных способов получения заготовки, так как от выбранной формы припусков под обработку, точности размеров, допусков и твердости материала заготовки зависит количество операций и переходов, трудоемкость и себестоимость процесса изготовления детали в целом.

Исходя из назначения, конструкции детали и условий производства, наиболее рациональным методом получения данной заготовки на ГКШП. Материал заготовки – сталь 40 ГОСТ1050 - 88 . Для снижения эффекта цементитного отбела , а также образования раковин и пустот, острые кромки скругляются (радиусы 2,5-4 мм). Припуски на обработку в среднем составляют 3 мм. Точность отливки 10-4-15-10 ГОСТ 26645-85,. После получения отливки производится её окраска , марка краски и технические требования по ТУ23.118.295 - 88. Качество отливки определятся техническими требованиями.

Расчет припусков и допусков отливки детали стакан.

Класс точности отливки определяем по таблице 9, стр. 32 [ ] , исходя из значений таблицы для литья в песчано-глинистые сырые формы из низко влажных (до 2,8 %) высокопрочных (более 160 кПа) смесей, с высоким и однородным уплотнением до твердости не ниже 90 единиц; а так же наибольшем габаритном размере 225 мм и типа сплава (термообрабатываемого черного сплава ) – определяем класс размерной точности 8.

Определим допуски для линейных размеров:

Линейный размер, мм	Допуск на размер, мм
90	0,8
108	0,9
225	2,4
165	1,8
140	1,6
109	1,8
70	1,6

Для размера 225 мм допуск формы и расположения = 0.32 мм.

Допуск массы отливки, при номинальной массе отливки m=27 кг, Д_m=9%.

Определяем припуски на обработку отливки. Для определения минимального припуска на сторону табл.5, стр.9 [ ] , вначале необходимо определить ряд припуска отливки по табл.14, стр.43 [ ]. При степени точности поверхности 8, ряд припусков имеет номер 4. Следовательно, минимальный линейный припуск на сторону будет равным 3,9 мм.

Определим общие припуски на сторону для элементов поверхности (по 4 – му ряду припусков) отливки:

Линейный размер, мм	Общий допуск, мм	Общий припуск на сторону, мм
90	0,8	3,9
108	0,9	4,2
225	2,4	4,6
165	1,8	4,1
140	1,6	4,8
109	1,8	5
70	1,6	5

Класс точности отливки определяем по табл. 13, стр.10[ ], для данных значений параметров отливки класс точности – 8.

Шероховатость поверхности для 8 степени точности отливки Ra = 10 мкм.

Таким образом, точность отливки на чертеже будет выглядеть следующим образом: 8 – 3 – 8 – 0 ГОСТ 26645 – 85.

Расчет стоимости заготовки - поковки.

Стоимость заготовок получаемых на вертикально ковочно-штамповочных прессах определяется по формуле:

S_заг=((С_i/1000) QKтКсxКвК_мК_п) - (Q-q) S_отх /1000 ;

Q =3,5кг. -масса заготовки;

Ci = 373 руб. -базовая стоимость 1- ой тонны заготовок;

K_т=1 - коэффициент, зависящий от класса точности;

К_с=0,84 - коэффициент , зависящий от группы сложности;

К _в = 1 - коэффициент , зависящий от массы;

К_м =1 - коэффициент , зависящий от марки материала;

К _п = 1 - коэффициент , зависящий от объема производства заготовок;

q = 2 кг;

S_отх =28,1 руб;

S_заг=((373 / 1000)  3,5 1 0,84  1  1  1) – (3,5 – 2)  28,1 / 1000 = 1,05 руб.

Данная заготовка также может быть получена литьем в песчано-глинистые формы из литейной стали 40Л, себестоимость заготовки в этом случае будем определять по следующей формуле:

S_заг=((С_i/1000) QK_сК_тК_вК_мК_п) - (Q-q) S_отх /1000,

где

С_i=373 руб;

K_с=1; К_т= 1,05; К_в =1; К_м= 1,22; К_п=1;Q = 4,1.

S_заг= (373/1000*4,1*1,05*1*1,22*1*1) – (4,1 –2)*28,1/1000=1,9 руб.

На основании выше проведенных расчетов принимаем способ получения заготовки на ВКШП.

Нецелесообразно применять сталь 40Л, потому что деталь имеет тонкие стенки, и, работая под нагрузкой они разрушатся. Ведь литейная сталь имеет плохую прочность.