Выбор способа получения отливки

Исходные данные. Чертёж детали с указанием основных технических требований.

1 Рассчитать группу сложности отливки в зависимости от способа литья

а) в ПГФ – по табл. 1;

б) в оболочковые формы – по табл. 2;

в) в кокиль – по табл. 3.

Группа сложности отливки определяется по наибольшему количеству признаков, совпадающих с признаками, приведенными в табл. 1, 2, 3. При этом количество совпадающих признаков по принимаемой группе сложности должно быть не менее четырёх. При меньшем количестве совпадающих признаков производится группировка признаков, начиная с более высоких групп сложности, при которой достигаются четыре условно совпадающих признака.

Группа сложности по табл. 1
Количество признаков, совпадающих с табличными

Пяти признаков, совпадающих с табличными признаками, не имеется ни в одной группе, поэтому производится группировка: 2 признака из 5-й группы переносится в 4-ю группу, в которой имеется только 1 признак, эти 3 признака переносятся в 3-ю группу. Количество признаков в третьей группе достигло 5, окончательно принимается 3-я группа сложности.

В случае, когда табличные признаки для нескольких групп сложности совпадают, этот признак принимают по более высокой группе.

2 Рассчитать оптовую цену отливок по формуле

(3)

где А, В – коэффициенты удельных затрат; – цена рыночная (1 т металла для отливки), руб/т; – номинальная масса отливки, кг.

Значение коэффициентов удельных затрат и показателей степеней в табл. 4.

3 Рассчитать полную себестоимость изготовления или покупки отливок на годовую программу по формуле

руб/год (4)

где – оптовая цена отливки данного вида, руб/т;

– номинальная масса отливки, кг/шт.;

– годовой объём выпуска или покупки отливки, шт/год.

4 Рассчитать оптовую цену дополнительной механической обработки 1 т отливок по формуле

(5)

где – номинальная масса заготовки, кг;

, – коэффициенты удельных затрат на дополнительную механическую обработку;

х – показатель степени, принимающий значение группы сложности отливки от 1 до 5 или степень сложности поковки от 1 до 4;

у – показатель степени.

Значение коэффициентов и показателей степеней при определении оптовой цены дополнительной механической обработки 1 т отливок см. в табл. 5

 

Таблица 1
№	Основные признаки сложности отливки	Группы сложности
	Конфигурация	Плоские, цилиндрические, полусферические. Наружные с наличием невысоких рёбер, буртов, бобышек, фланцев и отверстий. Внутренние полости отсутствуют.	Плоские, цилиндрические, полусферические, открытой коробчатой формы. Наружные поверхности прямолинейные и криволинейные с рёбрами, буртами, бобышками, отверстиями и углублениями. Внутренние полости с прямолинейными поверхностями, со свободным широким выходом наружу.	Открытой коробчатой, сферической, цилиндрической формы. Наружные поверхности прямолинейные и криволинейные с рёбрами, бобышками, выступами и углублениями. Внутренние полости в основном с прямолинейными поверхностями, со свободным выходом внутренних плоскостей наружу.	Открытой и закрытой коробчатой, цилиндрической и сферической формы. Наружные поверхности прямолинейные и криволинейные. Внутренние полости средней сложности, с прямолинейными и криволинейными поверхностями, со свободным и затруднённым выходом внутренних полостей наружу.	Закрытой коробчатой, цилиндрической, сферической или комбинированной формы. Наружные поверхности прямолинейные и криволинейные с примыкающими патрубками, фланцами и ребрами. Внутренние полости сложной конфигурации с пересекающимися криволинейными и прямолинейными поверхностями, с наличием ленточных и кольцевых каналов со свободным и затруднённым выходом внутренних полостей наружу
	Масса, кг	≤100	101…1000	1001…4000	4001…8000	8001 - 25000
	Максимальный габаритный размер, мм	≤1000	1001…1600	1601…3000	3001…4000	4001 - 6000
	Толщина основных стенок, мм	более 30	30…25	24…19	18…13	12 + 7
	Характеристика выступов, ребер, углуб­лений, отверстий (высота h, количество N)	h<30 N≤5	30<h<75, N ≤ 5 h<30, N>5	h≥75, N≤5 30<h<75, N>5	h≥75 N=5…10	h≥75, N>11
	Количество стержней	Без стержней или один стержень	От 2 до 5 вкл.	От 6 до 12 вкл.	От 13 до 20 вкл.	> 31
	Характеристика механической обработки литой детали и наличие требований по шероховатости механи­чески обработанных поверхностей ГОСТ 2789-73	Без обработки или незначительная обработке с одной стороны, в основном сверление Rz от 1600 до 10 вкл. Ra от 100 до 2,5 вкл.	Обрабатывается с одной-двух сторон Rz от 10 до 5 вкл. Ra от 2,5 до 1,25 вкл.	Обрабатывается с трёх сторон Rz от 5 до 2,5 вкл. Ra от 1,25 до 0,63 вкл.	Обрабатывается с четырёх сторон Rz от 2,5 до 0,63 вкл. Ra от 0,63 до 0,16 вкл.	Обрабатывается с 5 и более сторон Rz от 0,63 до 0,16 вкл. Ra от 0,16 до 0,04 вкл.
	Группа по назначению	Отливки общего назначения	Отливки общего назначения	Отливки ответственного назначения	Отливки ответственного назначения	Отливки особо ответственного назначения
	Особые технические требования	Не предъявляются	Не предъявляются	Предъявляются по химическому составу, механическим свойствам. Плотность при рабочем давлении до 6х10 Па (6 кгс/см2) вкл.	Предъявляются по химическому составу, механическим свойствам. Плотность при рабочем давлении до 30х10 Па (30 кгс/см2) вкл.	Предъявляются по химическому составу, механическим и физическим свойствам, металлографической структуре. Плотность при рабочем давлении свыше 30х10 Па

Таблица 2

№	Основные признаки сложности отливки	Группы сложности
	Конфигурация поверхностей	Плоская, цилиндрическая или их сочетание, рёбра, бобышки, отверстия, выполняемые, как правило, формой	Сочетание плоских и цилиндрических поверхностей, внутренняя полость открытой коробчатой формы	Сочетание плоских, цилиндрических и конических поверхностей, внутренние полости с поднутрениями, бобышками и рёбрами	Сочетание плоских, цилиндрических и сферических поверхностей, рёбра, внутренние полости сложной формы	Сочетание плоских и криволинейных поверхностей, сложная система литых отверстий и внутренних полостей
	Масса, кг	< 8	От 8 до 20 вкл.	От 20 до 40 вкл.	От 40 до 50 вкл.	> 50
	Максимальный габаритный размер, мм	< 350	От 350 до 400 вкл.	От 400 до 550 вкл.	От 550 до 700 вкл.	> 700
	Толщина основных стенок, мм	> 12	От 12 до 10	От 9 до 7	От 6 до 4	< 4
	Характеристика выступов, ребер, углублений и отверстий	Отношение высоты (Н) параллельно расположенных ребер к расстоянию (В) между ними должно составлять: Н:В≤1, если рёбра выполняют в одной полуформе; Н:В≤2, если ребра выполняют в двух полуформах. Отношение глубины (h) отверстия или углубления к диаметру или наименьшему размеру сечения углубления (d) должно составлять: h:d≤1. Количество рёбер, отверстий, углублений и выступов до 4 шт.	Отношение высоты (Н) параллельно или спирально расположенных рёбер к расстоянию (В) между ними должно составлять: Н:В≤1,5 если рёбра выполняют в одной полуформе; Н:В≤3, если рёбра выполняют в двух полуформах. Отношение глубины (h) отверстия или углубления к диаметру или наименьшему размеру сечения углубления (d) должно составлять: h:d≤1,5. Количество рёбер, отверстий, углублений и выступов до 8 шт.	Отношение высоты (Н) параллельно, радиально или спирально расположенных рёбер к расстоянию (В) между ними должно составлять: Н:В≤2,5 если рёбра выполняют в одной полуформе; Н:В≤4, если рёбра выполняют в двух полуформах. Отношение глубины (h) отверстия или углубления к диаметру или наименьшему размеру сечения углубления (d) должно составлять: h:d≤2. Количество рёбер, отверстий, углублений и выступов до 12 шт.	Отношение высоты (Н) параллельно, радиально или спирально расположенных рёбер к расстоянию (В) между ними должно составлять: Н:В≤2,5, если рёбравыполняют в одной полуформе; Н:В≤5, если рёбра выполняют в двух полуформах. Отношение глубины (h) отверстия или углубления к диаметру или наименьшему размеру сечения углубления (d) должно составлять: h:d≤2,5. Количество рёбер, отверстий, углублений и выступов до 16 шт.	Отношение высоты (Н) параллельно, радиально или спирально расположенных рёбер к расстоянию (В) между ними должно составлять: Н:В≤2, если рёбра выполняют в одной полуформе; Н:В≤4, если рёбра выполняют в двух полуформах. Отношение глубины (h) отверстия или углубления к диаметру или наименьшему размеру сечения углубления (d) должно составлять: h:d≤2 Количество рёбер, отверстий, углублений и выступов до 12 шт.
	Количество стержней	<1			4 - 5	>5
	Характер механической обработки литой детали и наличие требований по шероховатости механически обработанных поверхностей по ГОСТ 2789-73	Без обработки или обрабатывается до 10% поверхностей детали (сверление, точение, растачивание, строгание, фрезерование) Rz = 320…10 вкл. Ra = 100…2,5 вкл.	Обрабатывается до 15% поверхностей детали (сверление, точение, растачивание, строгание, фрезерование) Rz = 10…2,5 вкл. Ra = 2,5…0,63 вкл.	Обрабатывается до 20% поверхностей детали (сверление, точение, растачивание, строгание, фрезерование, нарезание резьбы, шлифование) Rz = 2,5…0,63 вкл. Ra = 0,63…0,16 вкл.	Без обработки или обрабатывается до 25% поверхности детали (сверление, точение, растачивание, строгание, фрезерование, нарезание резьбы, шлифование, доводка) Rz = 0,63…0,16 вкл. Ra = 0,16…0,040 вкл.	Обрабатывается до 25% поверхности детали (сверление, точение, растачивание, строгание, фрезерование, нарезание резьбы, шлифование, доводка, притирка) Rz = 0,16…0,025 вкл. Ra = 0,040…0,008 вкл.
	Группа по назначению	Отливка общего назначения	Отливка общего назначения	Отливка ответственного назначения	Отливка ответственного назначения	Отливка особо ответственного назначения
	Особые технические требования	Не предъявляются	Не предъявляются	Предъявляются по химическому составу или механическим свойствам. Плотность при рабочем давлении до 6х10 Па (6 кгс/см2) квл.	Предъявляются по химическому составу или механическим свойствам. Плотность при рабочем давлении до 30х10 Па (30 кгс/см2) вкл.	Предъявляются по химическому составу, механическим и физическим свойствам, металлографической структуре. Плотность при рабочем давлении свыше 30х105 Па

Таблица 3

№	Основные признаки сложности отливки	Группы сложности
	Конфигурация поверхностей	Плоская, цилиндрическая, полусферическая, допускающая применение вытряхиваемых и многоместных кокилей.	Открытой коробчатой, полусферической, цилиндрической формы, допускающей применение кокилей с одним разъёмом.	Прямолинейные и криволинейные поверхности сложных очертаний с выступами, поднутрениями, рёбрами, окнами, требующими применение кокилей с 2-3 разъёмами.	Пересечение прямолинейных, цилиндрических и криволинейных поверхностей с выступами, поднутрениями, рёбрами, окнами, требующими применения кокилей, имеющих до четырёх разъёмов.	Пересечение прямолинейных, цилиндрических и криволинейных поверхностей с выступами, поднутрениями, углублениями и тонкими рёбрами, требующими применение кокилей с числом разъёмов более четырёх.
	Масса, кг: а) для легких цветных сплавов	<8	От 8 до 15 вкл.	От 15 до 30 вкл.	От 30 до 75 вкл.	>75
б) для чёрных и тяжёлых цветных сплавов	<50	От 50 до 100 вкл.	От 100 до 250 вкл.	От 250 до 400 вкл.	>400
	Максимальный габаритный размер, мм	<300	300…500	501…700	От 701 до 1000	>1000
	Толщина основных стенок а) для цветных сплавов	>20	От 20 до 16	От 16 до 11	От 10 до 6	≤5
б) для чёрных сплавов	>25	От 25 до 21	От 20 до 16	От 15 до 11	≤10
	Характеристика выступов, рёбер, углублений, отверстий, висячих болванов (высота, глубина)	h <10 мм	10 < h ≤ 20	20 < h ≤ 25	25 < h ≤ 30	>30
	Количество стержней в форме	Без стержней или 1 стержень		От 3 до 4 вкл.	От 5 до 9 вкл.	>9
	Характеристика механической обработки литой детали и наличие требований по шероховатости механически обработанных поверхностей по ГОСТ 2789-73	Без обработки или обрабатывается до 10% вкл. поверхностей детали, в основном сверление Rz от 1600 до 10 вкл. Ra от 100 до 2,5 вкл.	Обрабатывается от 10 до 15 % вкл. поверхностей детали Rz от 10 до 5 вкл. Ra от 2,5 вкл. до 1,25 вкл.	Обрабатывается от 15 до 20 % вкл. поверхностей детали Rz от 5 до 2,5 вкл. Ra от 1,25 до 0,63 вкл.	Обрабатывается от 20 до 25% вкл. поверхностей детали Rz от 2,5 до 0,63 вкл. Ra от 0,63 до 0,16 вкл.	Обрабатывается свыше 25 % вкл. поверхностей детали Rz от 0,63 до 0,16 вкл. Ra от 0,16 до 0,04 вкл.
	Группа по назначению	Отливки общего назначения	Отливки общего назначения	Отливки ответственного назначения	Отливки ответственного назначения	Отливки особо ответственного назначения
	Особые технические требования	Не предъявляются	Не предъявляются	Не предъявляются	Предъявляются по химическому составу и механическим свойствам. Плотность при рабочем давлении до 12х105 Па (12 кгс/см2)	Предъявляются по химическому составу, механическим и физическим, металлографической структуре. Плотность при рабочем давлении до 30х105 Па (30 кгс/см2)

Таблица 4 – Значение коэффициентов удельных затрат и показателей степеней при определении оптовой ценыотливки

Материал отливки	Литьё (виды литья)
в песчаные формы	в оболочковые формы	в кокиль	под давлением	по выплавляемым моделям
А	В	У	А	В	У	А	В	У	А	В	У	А	В	У
Серый чугун СЧ10…СЧ45	2,0	1,2	0,1	3,3	1,14	0,1	1,8	1,2	0,1	-	-	-	-	-	-
Высокопрочный чугун ВЧ38-17…КЧ63-2	2,0	1,2	0,1	3,3	1,14	0,1	1,6	1,2	0,1	-	-	-	-	-	-
Ковкий чугун КЧ30-6…КЧ63-2	2,0	1,2	0,1	3,3	1,14	0,1	1,7	1,2	0,1	-	-	-	-	-	-
Нелегированная сталь 15Л…55Л	2,0	1,2	0,1	3,8	1,14	0,1	1,75	1,2	0,1	-	-	-	6,26	1,1	0,28
Низколегированная сталь 20ГЛ, 35ГЛ, 30ГСЛ, 40ХЛ, 32Х06Л, 35ХГСЛ	2,0	1,2	0,1	3,6	1,14	0,1	1,7	1,2	0,1	-	-	-	6,1	1,08	0,28
Легированная сталь 08ГДНФЛ, 35НМГЛ, 12ДН2ФЛ, 12ДХН1МФЛ, 13ХНДФТЛ	2,0	1,2	0,1	3,4	1,16	0,08	-	-	-	-	-	-	-	-	-
Алюминиевый сплав АЛ1…АЛ13	1,7	1,16	0,05	-	-	-	1,27	1,08	0,01	1,2	1,02	0,05	-	-	-
Медно-цинковый сплав(латунь) ЛМЖ55-3-1, ЛМ58-2, ЛМ58-2-2	1,37	1,04	0,04	-	-	-	1,5	1,04	0,04	1,3	1,05	0,05	2,1	1,09	0,1

Примечание: показатель степени Х принимается равным номеру сложности отливки от 1 до 5.

Таблица 5

Вид заготовки	Материал заготовки	Значения коэффициентов и показателей отливки
М	В	у
Отливка	Чугун	3,2	1,30	0,32
Углеродистая и низколегированная сталь	3,8	1,30	0,32
Поковка	Легированная и высоколегированная сталь	2,8	1,30	0,32
Углеродистая и низколегированная сталь	4,0	1,25	0,32
Легированная и высоколегированная сталь	2,8	1,3	0,32

5 Определить полную себестоимость дополнительной механической обработки отливки с бỏльшим припуском и большей номинальной массой) по формуле

(6)

где Ц – оптовая цена дополнительной механической обработки 1 т отливок с большими припусками и допусками;

– номинальная масса отливки с бỏльшим припуском, кг/шт;

– номинальная масса отливки с меньшим припуском, кг/шт.

6 Рассчитать удельные капитальные вложения на изготовление отливок по формуле

(7)

где Р – коэффициент удельных капитальных вложений (табл. 6);

х – показатель степени, принимающий значение группы сложности отливки от 1 до 5;

z – показатель степени (табл. 6).

Таблица 6

Материал отливки	Виды литья
в песчаные формы	в оболочковые формы	в кокиль
P	Z	P	Z	P	Z
Чугун	0,025	- 0,75	0,030	- 0,67	0,086	- 0,67
Сталь	0,025	- 0,75	0,030	- 0,67	0,086	- 0,67
Алюминиевые и медноцинковые сплавы	0,007	- 0,70			0,096	- 0,75

7 Рассчитать приведённые затраты на изготовление отливки по (1).

8 Определить приведённые затраты по другим сравниваемым видам отли­вок.

9 Рассчитать экономический эффект от применения лучшего способа литья, как разность приведённых затрат по вариантам по (2).

10 Сделать выводы о причинах снижения затрат по лучшему варианту.