Раздел V (Лекции по технологии машиностроения), страница 4

При возможности определяется:

Техн. себестоимость изготовления деталей С_м=С_М+С_з+С_цр

С_м – стоимость материала, за вычетом отходов

С_з – заработная плата производственных рабочих

С_цр – цеховые накладные расходы(в % к зарплате)

§ 7 Выбор метода получения заготовок.

Материал детали устанавливает конструктор по имеющимся стандартам; он же назначает необходимую термообработку. Учитывая условия работы детали в машине. Конструктор может указать способ получения заготовки. На основании этих данных технолог выбирает заготовку.

Выбор метода получения заготовки определяется ( критерии):

1. технологической характеристикой материала детали. Материал часто определяет и способ получения заготовки (литейные материалы);

2. размерами и конструктивной формой заготовки (класс детали);

3. требуемой точностью выполнения заготовки, классом чистоты и качеством ее поверхностных слоев (необрабатываемые поверхности);

4. программой выпуска деталей (или типом производства).

Прокатка на спец. станах

Но для получения заготовки из данного материала можно применять ряд методов, разных по обеспечиваемой точности, трудоемкости, коэффициенту использования материала и т.д. Для этой цели необходимо знать технологические характеристики различных методов, чтобы можно было проводить их сравнение (см. Сводную таблицу основных методов получения заготовок).

Прогрессивным следует считать перенос формообразования детали на стадию получения заготовки. В этом случае объем механической обработки будет минимальным.

В ряде случаев метод получения заготовки указывается на чертежах деталей. Однако, это не исключает проведения обоснования выбора метода, так как это способствует критической оценки правильности назначения конструктором того или иного метода.

С повышением точности выполнения заготовки и приближения ее формы к конфигурации готовой детали удельный вес механической обработки заметно снижается.

Рассмотрим наиболее прогрессиные методы получения заготовок.

А] Получение заготовок литьем (техническая характеристика методов.

По ГОСТ 26645-85

N/N	Метод литья	Применяемость	Точность выполнения размеров заготовки ГОСТ 26645-85	Шерохова-тость пов-ти заготовки	Примечание
1	Литье в землю Ручная формовка, деревянная модель, установка стержней по кондуктору	Разные материалы, большие размеры, вес до 100 т, чугун, сталь, цветн. Сплавы, сложная форма.	7 … 14 кл (грубее T16)	1-2 кл (40…160)Ra	Ед. пр-во, м/ср пр-во
2	Литье в землю Машинная формовка, дер/мет модель	до 15 т, чугун, сталь, сложная форма	6…13 кл (IT16)	3-4 кл (10…80)Ra	Серийное пр-во
3	Литье в землю маш. Формовка, метал. Модель, установка стержней по конд-ру	3-5т, чугун , сталь, сложная форма	5…12 кл (14-15 IT)	1-2 кл (40…160)Ra	Массовое, к/серийное пр-во
4	Литье в цементные, асбестовые формы, маш формовка, металл. модель, уст. стержней по конд.	до 30 т, чугун, сталь, сложная форма	6…13 кл (IT16)	1-2 кл (40…160)Ra	Серийное пр-во
5	Литье в кокиль (стойкость цв.ме >100.000 сталь =6000 чугун =700	до 7 кг, все материалы, сложная форма, экономичен при N>300 шт.	5…12 кл (13-17 IT)	3-5 кл (5…20)Ra	Серийное массовое пр-во
6	Центробежное литье	 до 600 мм, L=4м д/биметалла, чугун-сталь, силумин	7…13 кл (IT15)	2-3 кл (20…40)Ra	Серийное массовое пр-во
7	Литье в оболочковые фермы (корковые)	до 100 кг, сложная форма, чугун, сталь, цв и спец. сплавы	4…8 кл (11-12 IT)	4-5 кл (5…10)Ra	К/серийное массовое пр-во
8	Литье по выплавляемым моделям	до 300 кг, сложная форма, сталь, трудно обрабат. материалы	3…8 кл (10-12 IT)	4-5 кл (5…10)Ra	Серийное массовое пр-во
9	Литье под давлением	до 20 кг, цв/сплавы, tmin 0.5 мм	3…7 кл (11-13 IT)	5-7 кл (1.25…9)Ra	К/серийное массовое пр-во

Требования технологичности предъявляемые методами получения литых заготовок:

• конфигурация отливки должна обеспечивать беспрепятственное удаление отливки из формы (наличие уклонов и т.п.);

• конструкция должна обеспечивать беспрепятственное заполнение формы жидким металлом, без резких изменений направлений скорости течения;

• по возможности избегать стержней;

• в пределах одной отливки R=const (галтели радиусы)

• обеспечивать вытеснение воздуха при заливке из полостей формы (избегать больших горизонтальных плоскостей, острых углов …);

• обеспечивать условия беспрепятственного отрезания прибылей, литников и т.д.;

• на базовых поверхностях не должно быть литников, выпоров и т.д.; базовая поверхность должна оформляться в одной половине формы.

Б] Получение заготовок из проката в машиностроении применяется для двух целей:

• для непосредственной обработки на м/реж станках;

• как исходный материал для получения поковок (будет рассмотрен ниже).

Виды проката:

• горячекатаный (5…250 мм; квадратный и т.п. обычный (~IT16) и повышенной точности (IT14-15);

• калиброванный (ГОСТ 7417-57) --- IT (8…12); применяется для цанговых зажимов в автоматах; min лезвийной обработки; сразу - шлифовальные работы.

Коэффициент использования материала при получении деталей из проката низок γ =0.18…0.4, т.е до 70% в стружку. Поэтому прогрессивным считается использование профильного и периодического проката, имеющих фасонное сечение (холодное профильное волочение):

Однако, независимо от того, каким способом получен прокат, он имеет кривизну, поэтому его необходимо править. Правка обычно производится в холодном состоянии.

Листовой прокат - на правильных вальцах с точностью 1…2 мм/метр дл(ρ_ост)

Круглый прокат: - на прессах

 ост=(0.05…0.15) мм/1м дл

• на правильно-отрезных станках (из бухты  0.25…6 мм);  _ост=(0.5…0.7)мм/м

• на правильно-калибровочных станках ( до 120 мм):

 _ост=(0.5…0.9)мм/м - для черных прутков;

 _ост=(0.05…0.2)мм/м - для обработанных прутков.

• на накатных станах гладкими плашками (для цилиндрических заготовок 1200 мм); ρ_ост=(0.05…0.1) мм/м

В результате холодной правки возникают остаточные напряжения в материале заготовки; поэтому ее не применяют для изготовления особо ответственных деталей.

В] Получение заготовок обработкой давлением может быть реализовано методами свободной ковки и штамповкой (ГОСТ 7505-89).

N	Метод (способ) выполнение заготовки	Применяемость	Точность выполнения заготовок	Шероховатость пов-ти	Примечание
1	Свободная ковка на молотах и прессах	Простая форма, вес до 250т, углерод и легир. стали, спец сплавы	=(2..10)мм ГОСТ 7062-67 ГОСТ 7829-70	ниже 1 кл (> 160Ra)	Един; м/сер пр-ва
2	Ковка в подкладных штампах на молотах и прессах	Средний сложности; вес до 100кг; более производительная	немного выше, чем у свободной ковки	тоже	м/сер пр-во
3	Ковка на радиально ковочных ротационных машинах: периодическое обжатие и вытягивание по уступам с помощью нескольких бойков	Ступенчатые тела вращения	0,1-0,6 мм (горячая) 0,04-0,3 мм (холодная)	1-2 кл (40-160 Ra) 7-8 кл (1,25-0,63 Ra)	Серийное пр-во
4	Штамповка на молотах	Сложные формы; вес до 300кг	По ГОСТ 7505-89 (IT 16)	1 кл(160 Ra)	Серийное мас-совое пр-во
5	Штамповка на прессах путем прямого и обратного выдавливания	Тяжелые, крупногабаритные тела вращения;мах=300 мм	IT(14-15) (0,2 - 0,5) мм	1 - 2 кл (40-60 Ra)	Серийное мас-совое пр-во
6	Шиамповка с после- дующей чеканкой	до 100 кг; сложная форма	(0,05 - 0,1) мм	4 - 5 кл (4-10 Ra)	Серийное мас-совое пр-во
7	Штамповка на ГКМ в штампах с разъемной матрицей	до 100 кг; средней сложности тела вращения	По ГОСТ 7505-89 (IT14-16)	1кл (160Ra)	Серийное массовое пр-во
8	Штамповка на калибровочных кривошипных прессах	до 100 кг; средней сложности	Выше на 25-30% чем на молотах (IT14-15)	1 - 2 кл (40-60 Ra)	Серийное массовое пр-во
9	Фасонная вальцовка на ковочных вальцах	до 50 кг; средней сложности	По ГОСТ 7505-89	1кл (160Ra)	Серийное массовое пр-во
10	Холодная высадка на автоматах	мах < 30 мм; тела вращения	3-5 кл по ОСТ 1013	5 - 6 кл (5-2,5 Ra)	Серийное массовое пр-во
11	Прокатка штучных заготовок на поперечно винтовых спец. станках	до 250 кг; тела вращения	0,5-2,5 мм	1 кл (160Ra)	Серийное массовое и м/сер пр-во

Преимущество горячей штамповки перед свободной ковкой

• При горячей штамповке экономится 100-150кг на одну тонну

• Трудоемкость: а) свободной ковки:~50 норма/часов на 1 тонну

б) горячей штамповки:~15 норма/часов на 1 тонну

• Трудоемкость механической обработки после:

а) свободной ковки:~250 норма/часов на 1 тонну

б) горячей штамповки:~80 норма/часов на 1 тонну

Но для горячей штамповки нужны штампы, которые дорогие и трудоемкие в изготовлении. Поэтому, к/сер. и массовом пр-ве - только штамповка, а един.пр-во; м/с - только свободная ковка.