6. Выбор исходной заготовки и обоснование методов ее изготовления

Основными видами заготовок для деталей яв­ляются стальные и чугунные отливки, отливки из цветных металлов и сплавов, поковки, штамповки и различные профили проката. Методы изготовления заготовок деталей приборов определяются технологическими свойствами их материала, формой, габаритами и типом производства.

В действующем производстве учитываются возможности загото­вительных цехов и плановые сроки подготовки производства (проек­тирование и изготовление технологической оснастки). Кроме того, принимаются во внимание прогрессивные тенденции развития тех­нологии приборостроения, в соответствии с которыми рекомендует­ся переносить большую часть процесса формообразования детали на заготовительную стадию и тем самым снижать расход материала и долю затрат на механическую обработку. В большинстве случаев производительность заготовительных процессов на порядок выше производительности процессов механической обработки.

По мере усложнения конфигурации заготовки и повышения ее точности усложняется и удорожается технологическая оснастка и возрастает себестоимость заготовки. Но при этом снижается трудо­емкость и себестоимость последующей механической обработки.

Материал детали на 90% определяет выбор заготовки. Материалы делятся на литейные (СЧ 24, КЧ, ВЧ, АЛ2, АЛ9, АЛ27, МА, ЛС59-1, сталь 35Л) и подлежащие обработке давлением (Д1, Д2, Д16, Амг, стали Ст20, Ст45, Ст40Х, Амц, латунь Л62).

Конфигурация детали – детали с большими внутренними полос­тями получаются литьем.

Категория ответственности:

1. категория – относятся детали, поломка которых ведет к катаст­рофе (запрещаются детали, получаемые литьем);

2. категория – относятся детали, поломка которых ведет к потере функциональных возможностей, но не влечет катастрофических по­следствий;

III категория – детали декоративного назначения, поломка которых не отражается на работе машины (без ограничений).

Определение положения плоскости разъема. При назначении рас­положения плоскости разъема технолог руководствуется двумя пра­вилами:

1. плоскость разъема должна проходить через наибольший габа­ритный размер детали;

2. расположение плоскости разъема должно обеспечивать базиро­вание на первой операции.

При выборе вида заготовки необходимо учитывать не только экс­плуатационные условия работы детали, ее размеры и форму, но и экономичность ее производства. Если при выборе заготовок возни­кают затруднения, какой метод изготовления принять для той или другой детали, тогда производят технико-экономический расчет двух или нескольких выбранных вариантов. После обоснования метода получения заготовки необходимо дать краткое описание технологи­ческого процесса ее изготовления и обосновать выбор плоскости разъема формы или штампа, величину принятых радиусов скругле­ний и формовочных уклонов.

Технико-экономическое обоснование выбора заготовки для обраба­тываемой детали производят по нескольким направлениям: металло­емкости, трудоемкости и себестоимости, учитывая при этом конкрет­ные производственные условия. Технико-экономическое обоснование ведется по двум или нескольким выбранным вариантам. При эконо­мической оценке определяют металлоемкость себестоимость или трудоемкость каждого выбранного варианта изготовления заготовки, а затем их сопоставляют.

Технико-экономический расчет изготовления заготовки произво­дят в следующем порядке:

• устанавливают метод получения заготовки согласно типу про­изводства, конструкции детали, материалу и другим техничес­ким требованиям на изготовление детали;

• назначают припуски на обрабатываемые поверхности детали со­гласно выбранному методу получения заготовки по норматив­ным таблицам или производят расчет аналитическим методом;

• определяют расчетные размеры на каждую поверхность заго­товки;

• назначают предельные отклонения на размеры заготовки по нормативным таблицам в зависимости от метода получения за­готовки;

• производят расчет массы заготовки на сопоставляемые варианты;

• определяют норму расхода материала с учетом неизбежных тех­нологических потерь для каждого вида заготовки (некратность, на отрезание, угар, облой и т. д.);

• определяют коэффициент использования материала по каждо­му из вариантов изготовления заготовок с технологическими потерями и без потерь;

• определяют себестоимость выбранных для сопоставления и оп­ределения экономического эффекта вариантов изготовления заготовки;

• определяют годовую экономию материала от сопоставляемых вариантов изготовления заготовки;

• определяют годовую экономию от выбранного варианта изго­товления заготовки в денежном выражении.

Величину припуска на механическую обработку стальных поковок общего назначения, изготовляемых горячей объемной штамповкой на разных видах кузнечно-прессового оборудования, отливок, полу­чаемых разными методами литья (стали, чугуна и цветных металлов), определяют по табличным нормативам согласно массе заготовки, точности ее изготовления, группе стали, степени сложности, габа­ритным размерам, шероховатости обрабатываемых поверхностей и другим конструктивным элементам детали и техническим требова­ниям на ее изготовление.

При изготовлении заготовок, подвергающихся нагреву, допуска­ется увеличение припуска на сторону обрабатываемой поверхности:

Масса поковки, кг …………до 2,5 2,5– 6 Св. 6

Увеличение припуска, мм……………0,5 0,8 1

В зависимости от технических требований к точности размеров, условий и характеру производства (массовое или серийное) заготов­ки, полученные методом горячей объемной штамповки, подразделя­ются на повышенную точность (класс I) и нормальную точность (класс II). Для различных размеров одной и той же заготовки допус­кается применять различные классы точности.

Классы точности необходимо указывать в технических требова­ниях рабочего чертежа заготовки.

Категория поковок характеризуется группой стали, условно обо­значаемой М1 и М2. К группе М1 относятся углеродистые и легиро­ванные стали с содержанием углерода до 0,75% и легирующих эле­ментов до 2,0%. К группе М2 относятся легированные стали, не указанные в группе М1.

Заготовки, изготовляемые горячей объемной штамповкой на раз­личных видах кузнечно-прессового оборудования, подразделяются на четыре степени сложности: С1, С2, СЗ и С4.

Степень сложности – отношение массы (объема) штамповки к массе (объему) фигуры, в которую вписывается штамповка. Степень сложности принимаем по ГОСТ 7505-89

или ,

где – масса поковки, кг; – масса фигуры, кг; – объем по­ковки, см³; – объем фигуры, см³.

Степени сложности характеризуются следующими величинами:

С1 – Св. 0,63 до 1,00; С3 – Св. 0,16 до 0,32

С2 – Св. 0,32 до 0,63; С4 – До 0,16.

Расчетные размеры для заготовки определяют по следующим формулам:

• при обработке наружных и внутренних поверхностей тел вращения при­нимают (для внутренних поверхностей с обратным знаком)

;

• при односторонней обработке плоских поверхностей

,

где – расчетный диаметр заготовки, мм; – номинальный ди­аметр обрабатываемой поверхности детали, мм; – общий припуск на обработку на одну сторону, мм; – расчетный размер плоской поверхности, мм; – номинальный размер обрабатываемой плос­кой поверхности, мм.

Расчетные размеры на заготовку округляют исходя из технологи­ческих возможностей оборудования и экономической целесообраз­ности принятой точности. Рекомендуется расчетные размеры загото­вок округлять в сторону увеличения припусков в зависимости от степени точности и типа производства.

Отклонения (допуски) на размеры заготовок назначают по табли­цам в зависимости от метода получения заготовок (прокат, литье, штамповка и др.). Так, на рис. 3 представлена схема определения допусков на штампованные поковки повышенной и нормальной точности ГОСТ 7505-74 «Допуски, припуски и кузнеч­ные напуски» (по табл.2) на основе четырех основных параметров: масса поковки, группа стали, степень сложности и размер.

Рис. 3. Схема определения допусков на размер

Пример 1. Поковка класса I, масса 1,4 кг. Группа стали М1 и сте­пень сложности поковки С2. Определить по таблице допуск на раз­мер заготовки 250 мм. Допуск на размер равен мм (см. табл. 2).

Таблица 2