5 Выбор и обоснование метода получения заготовки

При выборе метода получения заготовки решающими факторами являются: форма детали, масса, материал, объём выпуска деталей. Окончательное решение о выборе метода принимается на основе технико-экономических расчётов.

Метод получения заготовки, обеспечивающий технологичность изготовления из неё детали при минимальной себестоимости, считается оптимальным. Основное требование предъявляемые к методу получения заготовки — наибольшее приближение формы и размеров заготовки к форме и размерам готовой детали. Чем меньше разница в размерах детали и заготовки, тем меньше трудоемкость последующей механообработки.

Исходной базовой заготовкой для изготовлении детали «Вилка» является прокат: круг Ø175×135 мм Сталь 45 ГОСТ 2590-88.

Стоимость заготовки из проката рассчитывается по формуле [5]

(5.1)

где ― затраты на материал заготовки, руб;

―технологическая себестоимость правки, калибрования, разрезки,

руб.

Расчёт затрат на материал выполним по формуле [5]

(5.2)

где ― масса заготовки, кг;

―цена 1 кг материала заготовки, руб ([3]);

―масса детали, кг ();

―цена 1 кг отходов, руб ([8]).

В отходы включаем не только разность между массой заготовки и детали, но и остаток прутка, образующийся из-за того, что длина заготовки и длина прутка не кратны. Сталь горячекатаная по ГОСТ 2590-88 поставляется в прутке длиной 3 м.

Масса заготовки рассчитаем по формуле

(5.3)

где ― плотность заготовки, принимаем ;

―объём заготовки, .

(5.4)

где ― диаметр заготовки, м;

―длина заготовки, м.

Поскольку длина прутка 3 м, то длина остатка прутка составит:

Его масса на одну заготовку составит:

Затраты на материал заготовки составят:

Расчёт технологической себестоимости выполним по формуле [5]

(5.5)

где ― приведённые затраты на рабочем месте, руб./ч;

();

―штучно-калькуляционное время выполнения заготовительной

операции, мин.

Штучно-калькуляционное время рассчитаем по формуле [2]

(5.6)

где ― длина резания при резании проката на штучные заготовки, мм;

принимаем

―величина врезания и перебега, мм; принимаем

―минутная подача при резании, мм/мин; принимаем

―коэффициент, показывающий долю вспомогательного времени в

штучном, принимаем для среднесерийного производства

Таким образом, штучно-калькуляционное время составит:

Технологическая себестоимость составит:

Стоимость заготовки из проката составит:

Коэффициент использования материала рассчитаем по формуле [6]

(5.7)

где ― масса готовой детали, кг ();

―масса материала, израсходованного на изготовление детали, кг

().

Для уменьшения расхода материала применим поковку, получаемую штамповкой на горизонтально-ковочной машине (ГКМ). Данный метод позволяет производить изделия максимально приближённые по форме к готовым деталям, что позволяет в дальнейшем упростить технологию механической обработки.

Стоимость заготовки полученной штамповкой определяем по формуле [5]

(5.8)

где ― базовая стоимость одной тонны заготовок (Сi = 8 300 000 руб [3]);

―масса заготовки, кг;

―коэффициент, зависящий от класса точности;

―коэффициент, зависящий от степени сложности;

―коэффициент, зависящий от массы заготовки;

―коэффициент, зависящий от марки материала;

―коэффициент, зависящий от объёма выпуска заготовок;

―цена 1 кг отходов, руб ([8]);

―масса детали, кг ().

Массу заготовки рассчитываем по формулам 5.3 и 5.4, используя эскиз заготовки с назначенными припусками (рис. 5.1).

Группу (степень) сложности определяем по ГОСТ 7505-89, согласно которому для штампованной заготовки устанавливаем:

• группа материала ― М2;

• класс точности ― Т4;

• степень сложности ― С2;

• исходный индекс ― 15.

Коэффициент для штамповок нормальной точности равен:[5].

Коэффициент для штамповки 2-ой группы сложности равен:[5].

Рисунок 5.1 ― Эскиз штампованной заготовки

Коэффициент для штамповки массой 11,4 кг равен:[5].

Коэффициент для штамповки из стали 45 равен:[5].

Коэффициент зависит от годового объёма производства заготовок. Поскольку годовой объём производства составляет 3000 штук, то[5].

Стоимость заготовки полученной штамповкой составит:

Коэффициент использования материала рассчитаем по формуле 5.7 [6]:

Экономический эффект для сопоставления способов получения заготовок, при которых технологический процесс механической обработки не меняется, может быть рассчитан по формуле [5]:

, (5.9)

где ,― стоимость заготовки по проектируемым вариантам;

―годовой объём выпуска деталей.

Результаты вычислений заносим в таблицу 5.1.

Таблица 5.1 ― Результаты вычислений

Наименование показателя	Вариант
	Первый	Второй
Вид заготовки	Прокат круглый	Штамповка на ГКМ
Масса заготовки, кг	25,0	11,4
Масса детали, кг	7,5
Коэффициент использования материала	0,3	0,66
Стоимость 1 т заготовок, руб	8 300 000
Стоимость 1 т стружки, руб	1 274 000
Стоимость заготовки, руб	185 279	58 616
Экономический эффект, руб	379 989 000

Из вышеприведенных расчётов видно, что для получения заготовки для детали «Вилка» целесообразно принять заготовку, получаемую штамповкой на горизонтально-ковочной машине.