ВЫБОР ЗАГОТОВОК

Выбрать заготовку означает установить способ ее получения, рассчитать размеры, назначить припуски на обработку каждой поверхности и указать допуски на неточность изготовления. Необходимо учитывать конфигурацию, размеры и вес детали. Материал заготовки должен соответствовать требованиям, предъявляемым к детали. Следует также учитывать точность и качество заготовок и периодичность их использования.

При выборе заготовок учитывают:

  • • назначение детали, материал и технические условия. Для этого необходимо изучить работу детали в узле или машине, установить требования по прочности и ясно себе представить, с какой точностью должна быть изготовлена деталь;
  • • масштаб и серийность выпуска. Нельзя, например, назначать изготовление штамповки без учета масштаба выпуска. При малой серийности штамповка может оказаться экономически невыгодной и заготовку лучше получать свободной ковкой, не изготовляя дорогих штампов;
  • • тип и конструкцию детали. Следует обращать внимание на форму заготовки, распределение ее массы, чтобы правильно решить, отливать или штамповать деталь, либо применить другие методы получения заготовки, обеспечивающие необходимую плотность металла, снижение остаточных внутренних напряжений и т.п.;
  • • размеры деталей и оборудования для их обработки. Нельзя выбирать заготовку, исходя из предыдущих факторов и не считаясь с размерами заготовки, ибо на заводе может не оказаться необходимого по мощности оборудования, чтобы выполнить, например, штамповку; возможно, в данном случае следует перейти на литье и т.д.;
  • • экономичность изготовления заготовки. В некоторых случаях окончательное решение о выборе заготовки принимается только после технико-экономического сравнения двух и более вариантов. В производственных условиях технологи заготовительного и механического цехов могут встретиться с ситуацией, когда выбор заготовки предопределен, т.е. метод изготовления заготовки определенного вида производства задан конструктором, а технолог лишь уточняет его.

Вторая ситуация, когда выбор заготовки конструктор оставляет за технологом.

Первая ситуация характерна для массового, крупносерийного и серийного производств, вторая — для единичного, мелкосерийного и серийного.

Первый вариант — результат длительного совместного труда конструктора с технологом механического и заготовительного цехов, основанный на опыте работы детали в процессе эксплуатации машины с учетом ее доработок и доводок. Это характерно для большинства ответственных деталей, определяющих работоспособность машин, например деталей блоков цилиндров и гильз, коленчатых и распределительных валов, шатунов, поршневых колец, лопаток и дисков турбин и др. Известно, что исходной заготовкой блока цилиндров из серого чугуна автомобильного двигателя в массовом производстве является отливка в землю при машинной формовке; для блока цилиндров из алюминиевых сплавов — отливка, изготовленная литьем под давлением или в кокиль; заготовками для гильз цилиндров в массовом производстве служат отливки, выполненные методом центробежного литья.

В последнее время применяют метод центробежного литья в облицованный кокиль.

Преимущества центробежного литья и литья в кокиль позволяют при этом свести минимальный припуск на механическую обработку самой ответственной поверхности гильзы диаметром 120ч-003 мм — «зеркала цилиндра» — до 2Zomin = 3,5—5,5 мм.

Следует отметить, что выбор конструктором метода изготовления заготовки для ответственных деталей часто носит дифференцированный характер. Часто для деталей массового производства разрабатывают новые процессы и специальные методы изготовления заготовок. В последнем случае, учитывая, что серийным производством выпускается 75—80% машиностроительной продукции, выбор технологического процесса изготовления заготовок является задачей техникоэкономической, определяющей эффективность производства. В этих условиях заготовку часто выбирает технолог.

Имея чертеж исходной заготовки, чертеж детали с указанием ее конфигурации, размеров, материала, технических условий, данные по объему выпуска, нормативные материалы, заготовку выбирают в следующей последовательности: процесс, метод, оборудование. Основа процесса — принятый метод изготовления заготовки. Структура процесса, его содержание определяется степенью сложности изготовляемой заготовки, соответственно требует применения одного или нескольких методов для его выполнения.

В первую очередь рассматривают технологические возможности материала, приведенные конструктором на чертеже детали, влияние степени его легирования на обрабатываемость.

Если материал детали обладает литейными свойствами и в то же время хорошо обрабатывается давлением, выбор процесса и метода изготовления заготовки связывают с обеспечением заданного 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 варианта, если располагают материалами, выполняют технико-экономический анализ, критерий которого 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.

Подобный расчет требует большого количества нормативных, справочных и фактических данных, поэтому затруднителен для выполнения. На практике для ориентировочных расчетов по экономике используют статистические материалы, приложения, графические зависимости и т.п.

Опыт показывает, что в большинстве вариантов затраты на материал при определении себестоимости заготовки являются определяющими и зависят от потерь металла, которые достаточно велики.

В станкостроении потери металла при производстве отливок средней сложности из стали и чугуна составляют 35—54%, а при изготовлении исходных заготовок методами пластических деформаций 5—37%. Особенно велики потери металла при ковке из слитков на молоте (29—37%) и прессе (20—33%). При штамповке из проката на молотах потери 13—26%, а на ГКМ — 5—13%.

Потери металла в стружку при механической обработке также зависят от исходных заготовок и составляют 30—50% для прутков стального проката, 30—45% для поковок, 10—30% для штампованных поковок, 15—20% для чугунных отливок в песчаные формы и 10—15% для оболочкового литья.

Потери металла в стружку частично компенсируются при ее переплавке, однако 20% металла стружки уходит на угар, часть улетучивается при окислении, теряется при транспортировке.

В среднем около 20% металла теряется при изготовлении поковок на молотах и прессах и 30—35% при их последующей механической обработке. Отсюда следует: общие потери металла при изготовлении деталей из таких поковок составляют 50%. Поэтому выбор метода с малыми припусками всегда приводит к снижению трудоемкости и себестоимости изготовления детали.

Использование комплексных заготовок для групп деталей приводит к экономии затрат на технологическую оснастку и при черновой обработке. При выборе заготовки необходимо учитывать одновременное влияние всех перечисленных факторов. Окончательное решение можно принять только после экономического комплексного расчета себестоимости заготовки и механической обработки в целом.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >