k_Fidarov2 (986925), страница 14
Текст из файла (страница 14)
Это характерно для большинства ответственных деталей, определяющих работоспособность машин, например деталейблоков цилиндров и гильз, коленчатых и распределительных валов, торсионов, шатунов, поршневых колец, лопаток и дисковтурбин, вкладышей и др. Известно, что исходной заготовкой блока, цилиндра из серого чугуна автомобильного двигателя вмассовом производстве является отливка в землю при машинной формовке, для блока цилиндров из алюминиевого сплава –отливка, изготовленная литьем под давлением или в кокиль; заготовками для гильз цилиндров в массовом производствеслужат отливки, выполненные методом центробежного литья.
В последнее время применяют метод центробежного литья воблицованный кокиль (заготовки для двигателя КАМАЗа). Преимущества центробежного литья и литья в кокиль позволяютпри этом свести минимальный припуск на механическую обработку самой ответственной поверхности гильзы диаметром120+0,03 – «зеркала цилиндров» – до ti min = 3,5...5,5 мм (рис. 12, а).Следует отметить, что выбор конструктором метода изготовления заготовки для ответственных деталей часто носитдифференцированный характер.Так, выпускной клапан двигателя (рис. 12, б), работающий в теплонапряженных условиях, изготавливают из жаропрочных и жаростойких аустенитных сталей 12Х18Н9Т, 45Х14Н14В2М 45Х22Н4МЗ и других труднодеформируемых сталей.Для повышения износостойкости детали на рабочие фаски тарели наплавляют твердые сплавы типа стеллитов, вольфрамокобальтовый сплав ВЗК или нихром Х20Н80, что значительно усложняет процесс изготовления заготовки.а)б)Рис.
12. Заготовки для гильзы цилиндра (а) идля клапана сварной конструкции (б):1 – место сварки; 2 – место наплавки стеллитаЭто приводит к тому, что в ТП изготовления заготовок клапанов также применяют разные методы или комплексы методов: метод многопереходной высадки на горизонтально-ковочной машине (ГКМ), который не всегда устраивает конструкторови технологов качеством поверхностного слоя основной поверхности – фаски тарели (рис.
12, б); метод горячего или холодноговыдавливания на кривошипном горячештамповочном прессе (КГШП), превосходящий по качеству предыдущий. В последнее время применяют комбинированный метод изготовления исходных заготовок клапанов с использованием сварки трением или более качественной контактно-стыковой сварки оплавлением. Метод заключается в том, что стебель клапана изготавливают резкой холоднотянутого калиброванного проката и стали 40Х или аналогичной. Головку клапана формоизменяют вштампах для выдавливания с точностью размеров по 12-му квалитету.
Далее выполняют подсборку узла головка–стебель,осуществляют сварку по стыку. Коэффициент использования составляет 0,8...0,9; метод позволяет экономить дорогую сталь(стоимость жаростойкой стали почти в 10 раз выше, чем стали 40X).Впускные клапаны изготавливают из сталей 45ХН, 50ХН, 40Х10С2М (сильхром) и других цельными (методом горячегоили холодного выдавливания).Из рассмотренного примера видно, как условия работы деталей, их материал, технические требования влияют на структуру и содержание процесса, выбор методов и оборудования.Объем выпуска определяет применение в ТП прогрессивных методов изготовления заготовок. Например, в массовомпроизводстве шатунов (материал – стали 40Х, 45, 18ХНМ, 40ХНМА) наряду с жесткими техническими требованиями предъявляются особые требования по прочности, которые в значительной степени определяются процессом изготовления заготовки.
Обеспечить их можно включением в ТП операции штамповки на молоте или прессе. Однако массовость выпуска требуетприменения скоростных процессов, таких как заготовительное вальцевание на ковочных вальцах с последующим формоизменением заготовки на КГШП и чеканкой для повышения точности. Обжатие на ковочных вальцах длится 3...4 с, штамповка напрессе производительнее штамповки на молоте в 4 раза (однако стоимость пресса, как правило, выше стоимости молота). Процесс обеспечивает заготовке предпочтительное расположение волокон материала, макроструктуру, точность размеров с допуском ±0,25 мм при объемной чеканке и ±0,05 мм при плоскостной, шероховатость поверхности Ra = 2,5...1,25 мкм, коэффициент использования металла до 0,7...0,75.Часто для деталей массового производства разрабатывают новые процессы и специальные методы изготовлениязаготовок.
И в последнем случае, учитывая, что серийным производством выпускается 75...80 % машиностроительной продукции, выбор ТП изготовления заготовок является задачей технико-экономической, определяющей эффективность производства. В этих условиях заготовку часто выбирает технолог.Имея чертеж исходной заготовки, чертеж детали с указанием ее конфигурации, размеров, материала, техническихусловий, данные по объему выпуска, нормативные материалы, заготовку выбирают в следующей последовательности: процесс, метод, оборудование. Основой процесса является принятый метод изготовления заготовки.
Структура процесса, егосодержание определяются степенью сложности изготавливаемой заготовки и, соответственно, требует применения одногоили нескольких методов для его выполнения.В первую очередь рассматривают технологические возможности материала, приведенные конструктором на чертежедетали, влияние степени его легирования на обрабатываемость.Если материал детали обладает литейными свойствами и в то же время хорошо обрабатывается давлением, то выборпроцесса и метода изготовления заготовки связывают с обеспечением и данного качества детали, т.е. с техническим условием на изготовление.В результате анализа исключают многие процессы и методы, устанавливают степень технического совершенства принятых решений, выбирают возможные варианты, уточняют их.Для полной оценки вариантов, если располагают материалами, выполняют технико-экономический анализ, критериемкоторого является себестоимость.
Варианты сравнивают по изменяющимся статьям затрат: стоимости материала, инструмента, технологической оснастки (штампы, пресс-формы, формы, модели и т.д.), оборудования; заработной плате; электроэнергии. Учитывают и другие статьи затрат, если они приводят к значительному изменению варианта.Как видно, подобный расчет требует большого количества нормативных, справочных и фактических данных, поэтомузатруднителен для выполнения. На практике для ориентировочных расчетов по экономике используют статистические материалы, приложения, номограммы, графические зависимости и т.п.Так, в серийном производстве вал из стали 45 можно изготовить горячей объемной штамповкой или из горячекатаногопроката диаметром 90 мм (рис. 13, а – в).
Для принятия решении воспользуемся данными, приведенными в табл. 29.Расход проката на одну заготовку составляет 30 кг. Следовательно, ее стоимость будетодной штамповки массой 25 кг равна95000⋅ 30 = 2850 у.е. Стоимость1000255000⋅ 25 = 6375 у.е.1000Таким образом, в рассматриваемом случае целесообразно использовать горячекатаную заготовку.Рис.
13. Вал ступенчатый:а, г – готовая деталь; б – штампованная заготовка;в – заготовка из горячекатаного проката; д – заготовка, полученная ковкой30. Средняя стоимость 1 т материалав условных денежных единицах (у.е.)ЗаготовкиСтальСталь 45 45ХНМЦветные металлы и сплавы95X18АлюминийБронзаЛатуньМедьОтливки:в песчаныеформы4004200017001300––в оболочковые формы1300––––1000–по выплавляемым моделям3000––––––Горячештамповочные2554001250–1250––Холодноштамповочные4307002650––15001540мелкийдо 19 мм110288300800–800_средний20-1 К) мм952501200600–700900крупный120…150 мм67165955500850600850Сортовой горячекатаныйпрокат:П р и м е ч а н и е .
В условиях инфляции среднюю стоимость необходимо корректировать введением коэффициента.ХАРАКТЕРИСТИКА МЕТОДОВ ПОЛУЧЕНИЯ ЗАГОТОВОКЛитьеИзготовление заготовок методами литья характеризуют данные, приведенные в табл. 31.Метод литья в песчано-глинистые формы применяют для всех литейных сплавов, типов производств, заготовок любыхмасс, конфигураций и габаритов. В общем объеме производства отливок литьем в песчано-глинистые формы получают 80 %всех отливок и лишь 20 % отливок производят специальными методами литья. Он отличается технологической универсальностью и дешевизной.31.
Характеристика литых заготовокМетод получениязаготовокМасса, тТолщина стенки заготовки,мм, не менееизиз цветныхиз сталичугунаметалловФормаКвалитетточностиШероховатость,мкмМатериалТиппроизводстваЛитье в разовые формыЛитье в песчануюсмесь:при ручной формовке по деревянным моделям илишаблонам*, в опоках, в почвеДо 2003…55…83…8Простая исложная15…1720…80Чугун,сталь,сплавыцветныхметалловЕдиничноеи мелкосерийноепримашиннойформовке по деревянным и металлическим моделямДо 103…55…83…8То же14…175…20То жеСерийноепримашиннойформовке по металлическим моделям со споркомстержней в кондукторахДо 3-53…55…83…8Простая исложная155…20Чугун,сталь,сплавыцветныхметалловКрупносерийное имассовоеДо 0,15–3…5–To же1410…25Чугун,сталь,цветныеметаллыСерийное имассовоетонкостенные(10…20 мм)До 0,2–––Сложная142,5…10То жеСерийноетолстостенные(50…150 мм)До 40––––142,5…10"жидкостекольныеДо 0,1–––Среднейсложности142,5…10Углеродистые,коррозионно-стойкиестали"3…55…83…8Сложная12…1420…80Чугун,сталь,сплавыцветныхметаллов"Литье в оболочковые формы:песчано-смоляныехимическидеющиетвер-Литье в цемент- 0,03…30ные, графитовые,асбеграфитовыеЛитье по выплавляемым моделямДо 0,150,50,50,5Сложная12…152,5…20Литье по растворяемым моделямДо 0,15–––"11…122,5…10Высоколе- Серийное игированные массовоетруднообрабатываемыесталиТитан,жаропрочные сталиСерийноеЛитье по газифицируемым моделямДо 15–6…8–"11…122,5…10ЛюбыесплавыЕдиничноеи серийноеЛитье в многократные формыЛитье в кокиль0,5…75103Зависитот конструкциикокиля12…152,5…40 Сталь, чугун, Серийное исплавымассовоецветныхметалловЛитье под давлениемДо 0,1––1Зависитот конструкциипрессформы12…140,63…30СплавыцветныхметалловКрупносерийное имассовоеЦентробежное литье0,01…1,05…85…85…8Телавращения1410…40Чугун,сталь,сплавыцветныхметалловСерийное имассовоежидких сплавовДо 0,300,50,50,5Сложная123,2…12,5СплавыцветныхметалловТо жес кристаллизациейподпоршневымдавлениемДо 0,010,5…1Сложная1210…20Чугун,сплавыцветныхметалловСерийное имассовое2–1210…40СплавыцветныхметалловСерийное икрупносерийноеШтамповка:Литье поддавлением*низким До 0,0300,5…1 0,5…122Масса таких заготовок не ограничена.**Стойкость форм – несколько десятков отливок.Изменяя способы формовки, материалы моделей и составы формовочных смесей, заготовки изготавливают с заданнойточностью и качеством поверхностного слоя.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
