Выбор прогрессивного способа получения заготовок

Процесс метода получения заготовки тесно связан с последующей механической обработкой, трудоемкостью, которая в высокой степени зависит от точности выполнения заготовки и приближения ее формы к конфигурации заготовки.

Для определения правильного способа получения заготовки необходимо учитывать материал детали, условия ее эксплуатации, технические требования на изготовление, объем и серийность выпуска, форму и размеры детали. Оптимальный метод получения заготовки определяется на основании всестороннего анализа перечисленных факторов и технико-экономического расчета себестоимости детали. Оптимальным считается метод получения заготовки, обеспечивающий технологичность изготовления из нее детали при минимальной себестоимости.

Сравним два варианта получения заготовки из круглого сортового проката и поковкой в подкладных штампах. При методе получения заготовки

поковкой мерные отрезки сортового проката, нарезанного на механической пиле, подогревают в печи кузнечного цеха, после чего подают на ковку паровоздушными молотами в подкладных штампах. После горячей ковки заготовка принимает цилиндрическую форму со ступенями.

Вариант 1

Размер проката рассчитываю исходя из припусков на механическую обработку [4, стр.41, табл. 3.13]. При точении припуск на обработку составляет 3,8 мм.

По расчетным данным выбираю размер сортового проката обычной точности:

Круг 52 ГОСТ 2590-88

Ст3сп 2 ГОСТ 380-71

Определяем припуск на подрезку торцовых поверхностей заготовки

[3, стр.40, табл. 3.12].

Припуск составляет z_подр=1,9 мм на сторону.

Общая длина заготовки:

L_з= L_д+2·z_подр, (3)

L_д – номинальная длина детали, мм.

L_з= 77+2·1,9=80,8 мм

Объем V_з, см³, заготовки находим по формуле:

V_з , (4)

D_з.п.- диаметр заготовки, взятый с плюсовым припуском;

V_з см³,

Определяем массу заготовки М_з, кг по формуле:

М_з = γ · V_з, (5)

γ - плотность материала, кг/см³;

V_з – объем заготовки, см³.

М_з =141,9 · 0,00785=1,11 кг

Выбираем оптимальную длину проката для изготовления заготовки.

Потери на зажим заготовки L_заж принимаем 5 мм.

Заготовку отрезают на ножницах. Это самый производительный и деше­вый способ.

L_об= (0,03 - 0,06) d (6)

d — диаметр сечения заготовки, мм.

L_об=0,03 · 90=27мм

Число заготовок х, шт., исходя из принятой длины проката по стандартам, определяется по формуле:

х = (7)

Из поката длиною 4м

х₄ = шт.

Принимаю 45 заготовок из данной длины проката.

Из проката длиною 7м

Х₇ = шт.

Принимаю 81 заготовок из данной длины проката.

Остаток длины (некратность) L_нк, мм определяется в зависимости от принятой длины проката по формуле:

L_нк= L_пр – L_от – L_заж - (L_з · х) (8)

или остаток длины П _нк, %

П _нк= (9)

из проката длиною 4м

L_нк4 = 4000 - 27 – 5- (80,8·45) =77 мм

П _нк4 =

из проката длиною 7м

L_нк7 = 7000 - 27 – 5 -(80,8·81) =24,2 мм

П _нк7 =

Потери материала на зажим при отрезке П_заж, % по отношению к длине проката составят:

П_заж = (10)

П_заж =

Находим потери материала на длину торцевого обрезка проката П_от в процентном отношении к длине проката:

П_от = (11)

П_от =

Общие потери П_по, % к длине выбранного проката

П_по = П_нк + П_от + П_заж (12)

П_по = 0,35+0,38+0,71=1,44 %

Расход материала на одну деталь М_зп , кг с учетом всех технологических неиз­бежных потерь определяем по формуле:

М_зп = (13)

М_зп = кг

Определяем коэффициент использования материала по формуле:

К_им = (14)

М_д - масса детали, кг;

М_зп - масса заготовки с учетом технологических потерь.

К_им =

Вариант 2

1. Группа стали М1.

2. Степень сложности С1.

3. Класс точности поковки устанавливается в зависимости от технологического процесса и оборудования для ее изготовления. Для гидравлических прессов – Т1.

4. Исходные данные для последующего назначения основных припусков и допускаемых отклонений определяются от массы, марки, степени сложности М1 и класса точности поковки.

5. Исходный индекс – 15.

6. Рассчитываем объем:

V=π V=πdL/4 (15)

V₁=3,14·2,14²·2,2/4=13 см³

V₂=3,14·5,1²·1,4/4=29 см³

V₃=3,14·3,4²·4,9/4=44 см³

V₃=3,14·0,6²·8,1/4=2,3 см³

V_об.= 13+29+44-2,3=85,7 см³

7.Определяем массу заготовки: (16)

G_заг=γ· V=0,00785кг/см²·83,7=0,9 кг.

Принимаем технологические потери (облой, угар),

П_т - коэффициент потерь, П_т=15%,

G_зп= G_заг(100+ П_т)/100=0,9(100+15)/100=1,04 кг. (17)

8. Коэффициент использования металла К_им

К_им=0,8/0,9=0,89

Основным показателем, характеризующим экономичность выбранного

метода изготовления заготовок, является коэффициент использования материала, который при изготовлении деталей из штамповок составляет К_им =0,89, из проката К_им=0,7.

Расчет двух вариантов получения заготовки показывает, что заготовка, полученная в результате штамповки более экономична по использованию материала, чем заготовка, полученная из проката, поэтому в качестве прогрессивного метода получения заготовки принимаем штамповку.

Содержание и структура заданной технологической операции

Технологический процесс изготовления детали – «Ниппель 5Г157.02-4» разработан на базе металлообрабатывающего оборудования. Технологический процесс включает в себя токарные, фрезерные, шлифовальные операции. При разработке технологического процесса в целях достижения прогрессивных технико – экономических показателей учтены следующие моменты:

- высокая концентрация операций, достигаемая в результате обработки нескольких поверхностей за одну операцию;

-интенсификация процесса резания за счет применения прогрессивного

режущего инструмента;

- применение высокопроизводительного оборудования;

-

- повышение удельного веса станков с ЧПУ;

- повышение удельного веса металлорежущих станков для финишных

операций, обеспечивающих высокое качество деталей, их надежность и долговечность.

Применение твердосплавных неперетачиваемых пластин на резцах обеспечивает:

-повышение стойкости на 20-25% по сравнению с напаянными резцами,

-возможность повышения режимов резания за счет простоты восстановления режущих свойств многогранных пластин путем их поворота,

-сокращение затрат на инструмент в 2-3 раза, потерь вольфрама и кобальта в 4-4,5 раза вспомогательного времени на смену и переточку резцов,

-упрощение инструментального хозяйства,

-уменьшение расхода образива.

Правильность разработки последовательности операций технологического процесса для достижения заданной точности и соблюдение принципа единства технологических баз приводит к очень малому проценту брака, что также говорит о качестве обработки детали на каждой операции. Установлено почти полное соответствие параметров оборудования требованиям каждой операции, где оно использовалось.

Таблица 3- Технологические операции.