Выбор способа получения заготовки поворотной цапфы

 

Выбор методов получения исходной заготовки оказывает большое значение на решение задачи экономии металла. При выборе методов получения исходных заготовок следует учитывать потери металла связанные с этими методами. Так как при выборе метода получения заготовки важнейшими критериями являются стоимость и коэффициент использования материала. Метод получения заготовки, ее качество и точность определяет объем механической обработки, который в свою очередь устанавливает количество рабочих ходов (операций) технологического процесса.

В базовом варианте технологического процесса в качестве заготовки используется поковка на кривошипном горяче-штамповочном прессе (КГШП).

Недостатки такой заготовки следующие:

− низкий коэффициент использования металла;

− необходимость длительной многопроходной обработки;

− значительные затраты на режущий инструмент при многопроходной обработке;

− нерациональное использование дорогостоящего оборудования;

− нерациональное использование дорогостоящих производственных площадей;

− нерациональное использование рабочего персонала предприятия;

В качестве альтернативного способа получения заготовки я предлагаю использовать станок для поперечно – клинового проката. Данный метод позволяет назначить припуски в пределах 1,5…2,5 мм в зависимости от размеров поверхности. При прокате повышаются механические свойства металла, уменьшаются припуски, исключаются напуски, следовательно, мало металла уходит в стружку. Метод имеет высокую производительность, что удешевляет заготовку. Нагрев мерных заготовок будем производить индукционным способом, что исключает использование дорогостоящего топлива, появление окалины. Требуемая заготовка получается из нагретого прутка за один оборот фасонных барабанов станка или за один рабочий ход фасонных пластин.

Рассмотрим следующие способы получения заготовок детали «Цапфа поворотная 530-3001064»:

1. Штамповка на КГШП.

2. Поперечно – клиновой прокат.

Оценивать тот или иной способ будем по коэффициенту использования металла, подверженности металла данному методу обработки, а так же по себестоимости получения заготовки.

Материал – сталь 40Х;

Масса готовой детали – 4,83 кг.

Расчет стоимости поковки:

Коэффициент использования металла:

 

КИМ= (1.1)

 

где q – масса готовой детали, q = 4,83 кг;

Q – масса заготовки, кг.

 

(1.2)

 

где ρ – плотность стали 40Х, кг/м²;

V₁…V_i – объемы составных частей заготовки, см;

l₁…l_i – длины составных частей заготовки, см.

По формуле (1.2) находим массу поковки:

Коэффициент использования металла находим по формуле (1.1):

КИМ₁= =0,75

Стоимость поковки:

 

(1.3)

 

где S_i - базовая стоимость одной тонны заготовок, руб.;

S_отх – базовая стоимость одной тонны отходов, руб.;

к_м - коэффициент зависящий от марки материала;

к_в - коэффициент зависящий от массы заготовки;

к_с - коэффициент зависящий от группы сложности;

к_п - коэффициент зависящий от объема производства.

S_i = 1971000 руб./т.

S_отх = 121500 руб./т.

к_м = 1,18; к_в = 0,89; к_п = 1; к_с = 0,77

Проанализировав чертеж детали, по ([6], таблицы 2.1, 2.2 и 2.3) назначаем припуски и допуски на последующую механическую обработку. Точность поверхностей заготовки получаем по 13 квалитету.

 

Таблица 1.4 – Припуски и допуски заготовки

Размер детали	Шероховатость поверхности	Припуск на обработку, мм	Общий припуск на сторону, мм	Допуск	Размеры поковки
Ø50()	2,5	1,1			Ø54
Ø70±1,5		1,1			Ø74
Ø50()	1,25	1,1			Ø54
Ø40()	2,5				Ø44
М27					Ø31
412,5		1,8	2,5		417,5
5+3		1,3
211,5		1,5	2,5

 

Расчет стоимости заготовки из проката:

По формуле (1.2) находим массу заготовки получаемой поперечно-клиновым прокатом:

Коэффициент использования металла находим по формуле (1.1):

КИМ₂= =0,82

Расчет стоимости заготовки получаемой поперечно-клиновым прокатом по формуле (1.3):

Для данных условий получения заготовки:

к_м = 1,18; к_в = 0,89; к_п = 1; к_с = 0,87

Произведем сравнение предлагаемых способов получения заготовки:

 

КИМ₁=0,75 < КИМ₂ = 0,82;

 

S_{заг 1} = 10330 руб. < S_{заг 2} = 10500 руб.

Очевидно, что стоимость штампованной заготовки ниже, чем полученной поперечно-клиновым прокатом. Однако коэффициент использования материала при использовании заготовок полученных методом поперечно-клинового проката выше, трудоемкость механической обработки таких заготовок будет значительно ниже, также ниже расход электроэнергии, меньший износ режущего инструмента, меньшее количество рабочих участвует в обработке. Таким образом, выбираем для производства заготовку, получаемую методом поперечно-клинового проката.

 

Рисунок 1.3 - Эскиз заготовки получаемой поперечно-клиновым прокатом.