1.2Выбор заготовки и технико-экономическое обоснование метода ее получения

На выбор заготовки влияют следующие показатели: назначение детали, материал, технические условия, объем выпуска и тип производства, тип и конструкция детали; размеры детали и оборудования; экономичность изготовления заготовки. Все эти показатели должны учитываться одновременно, так как они тесно связаны. Окончательно решение принимают на основании экономического расчета с учетом стоимости метода получения заготовки и механической обработки (таб.1.13 7). Здесь и далее для сравнительной оценки вариантов в качестве условной единицы используется рубль 1980 г. , что может дать лишь приближенную экономическую оценку.

В качестве метода получения заготовки предлагается горячая объемная штамповка в закрытом штампе. Преимущество данного метода перед штамповкой в открытом штампе – большая экономия материала (вследствие отсутствия значительного облоя), сокращение времени черновой механической обработки, а как недостаток можно выделить большую стоимость штампа, более жесткие требования по массе к заготовке перед штамповкой в открытом штампе.

В качестве альтернативного метода получения заготовки может использоваться резка заготовок из проката (круг Ø70 мм).

Литье как способ получения заготовки рассматривать нецелесообразно, так как в литой заготовке будет отсутствовать требуемая микроструктура материала (при обработке давлением происходит дополнительное упрочнение заготовки).

Упрощенное сравнение возможных вариантов получения заготовки предполагает два этапа:

1) Сравнение методов получения заготовки по коэффициенту использования материала:

, (1.3)

где q- масса готовой детали, кг;

Q- масса заготовки, кг.

2) Сравнение методов получения заготовки на основании расчета стоимости заготовки с учетом ее черновой обработки.

Рассмотрим два основных метода получения заготовки:

1. Отрезка прутка от круглого сортового проката (рис.1.2.1);

2. Горячая объемная штамповка заготовки на молоте (рис.1.2.2).

Наиболее простым способом получения заготовки является отрезка прутка от круглого проката мм длинойL:

, (1.4)

где -номинальный припуск на обработку;

=Rz +h = 0.3+1.6=1.9мм – точность и качество поверхности после отрезки сортового проката на отрубном прессе (табл. 3, стр. 180, [1]);

=IT17/2= 7,0/2=3,5мм– нижнее отклонение размераL=577ммпосле отрезки заготовки;

=IT14/2= 1,75/2=0.875мм– нижнее отклонение размераL=577ммпосле фрезерования торцов заготовки на фрезерно-центровальной операции.

Таким образом, получаем из выражения (1.4):

мм;

мм.

Рис.1.2.1 Изготовление заготовки вала из круглого проката

Масса заготовки:

кг,

где Q- масса заготовки, кг;

D- диаметр заготовки,см;

L- длина заготовки,см;

p- плотность стали 18ХГТ,кг/см.(p=7.85 кг/см).

Масса детали:

Коэффициент использования материала для заготовки из круглого сортового проката определяется по формуле (1.3):

Рассмотрим второй вариант изготовления заготовки – горячая объемная штамповка заготовки.

Рис.1.2.2 Изготовление заготовки методом горячей объемной штамповки

Масса заготовки:

Коэффициент использования материала для штампованной заготовки найдем по формуле (1.3):

Таким образом, по коэффициенту использования материала деталь, изготовленная штамповкой на молоте, выгоднее, чем заготовка из круглого сортового проката, так как.

На втором этапе производится сравнение методов получения заготовки на основании расчета стоимости заготовки.

Данные для расчета стоимости заготовки по вариантам сведем в таблицу 1.6:

Таблица 1.6

Сравнение методов получения заготовки

Наименование показателей	1-й вариант	2-й вариант
Вид заготовки	прокат	штамповка
Класс точности	-----	второй
Группа сложности	-----	вторая
Масса заготовки Q, , кг	17,8	13,1
Стоимость 1-ой тонны заготовок в условных единицах Сi	130	315
Стоимость 1-ой тонны стружки в условных единицах Sотх	29,8	29,8

Произведем расчет себестоимости заготовок по следующим зависимостям:

-Затраты на заготовку из проката:

(1.5)

-Стоимость заготовки, получаемой на штамповочном молоте:

, (1.6)

где k_т– коэффициент, зависящий от класса точности штамповки, для 2-го класса точностиk_т= 1 (стр 39, [3]),

k_с- коэффициент, зависящий от группы сложности поковки, для 2-ой группы сложностиk_с= 0.88 (табл 15, стр 40, [3]),

k_в- коэффициент, зависящий от массы заготовки,k_в= 0,89 (табл 15, стр 40, [3]),

k_м - коэффициент, зависящий от материала штамповки,k_м = 1.27 (стр 39, [3]),

k_п - коэффициент, зависящий от объема производства,k_п= 1 (табл 16, стр 40, [3]).

Таким образом, получаем из формулы (1.6):

Экономический эффект для сопоставления способов получения заготовок, при которых технологический процесс механической обработки не меняется, может быть рассчитан по формуле:

, (1.7)

где - стоимости сопоставляемых заготовок,у.е.;

N =1000 штук.- годовая программа выпуска деталей.

Отсюда находим:

у.е.

Анализ показывает, что получение заготовки из проката потребует намного большего расхода материала, чем при штамповке. Получение заготовки штамповкой является более производительным процессом, но требует специального оборудования и оснастки (штамп, молот, обрезной пресс и т. д.). Затраты на оборудование и оснастку могут окупиться при значительных партиях обработки деталей. Стоимость получения заготовки штамповкой оказывается в два раза большей стоимости заготовки из проката, но, учитывая количество деталей и продолжительность обработки для заготовки из проката (что влияет на износ режущего инструмента и затраты энергоресурсов), экономически целесообразно выбрать заготовку-штамповку на молоте.

Таким образом, окончательно принимаем в качестве заготовки – заготовку, получаемую штамповкой.