Выбор заготовки и ее конструирование

Необходимость экономии материальных ресурсов предъявляет высокие требования к рациональному выбору заготовок, к уровню их технологичности, в значительной мере определяющей затраты на технологическую подготовку производства, себестоимость, надёжность и долговечность изделий. Правильно выбрать способ получения заготовки – означает определить рациональный технологический процесс её получения с учётом материала детали, требований к точности её изготовления, технических условий, эксплуатационных характеристик и серийности выпуска.

Для определения заготовки расчетам КИМ (коэффициент использования материала). КИМ Он представляет собой количество материала (объём или массу) в готовом изделии деленную на общее количество материала, пошедшее на изготовление изделия. Данный коэффициент по понятным причинам не может быть больше единицы, впрочем, и единице он практически никогда не равен. Также существует обратная величина - выход годного - представляющий собой второй компонент, поделённый на первый и умноженный на сто процентов.

Коэффициент использования материала отражает эффективность (в том числе экономическую) производства, хотя и не учитывает такие факторы, как качество готового изделия, возможность переработки или вторичного использования отходов и т. д.

Согласно ГОСТ 19870-84 коэффициент использования материала рассчитывается по формуле (1):

 

(1)

 

– масса детали,

– масса заготовки.

 

В качестве исходных заготовок будем использовать круглый прокат Ø42мм и заготовку-поковку. Сначала определим массу получаемой детали по формуле (2) [5, п.1.2, ф.1.6, стр.8]:

 

(2)

 

– диаметр,

– высота,

– плотность материала.

Для данной в задании стали 45 ГОСТ 1051-73 плотность будет равна =0,007826 г / . Для определения массы детали разобьем ее на отдельные цилиндры, найдем их массы отдельно и сложим их.

(кг)

(кг)

(кг)

(кг)

(кг)

(кг)

(кг)

(кг)

(кг)

Рассчитаем вес для заготовки из проката.

(кг)

Рассчитаем вес для заготовки из поковки.

(кг)

(кг)

(кг)

(кг)

(кг)

(кг)

(кг)

(кг)

(кг)

Рассчитаем КИМ по формуле (1) для двух выбранных заготовок.

Сравнив для коэффициента, делаем вывод, что для данной детали – вал, учитывая ее размеры и массу, геометрическую форму, технологические свойства материала и серийность ее производства наиболее подходящей является заготовка-поковка, которая характеризуется невысокой шероховатостью поверхности, не большой волнистостью, повышенной твёрдостью поверхностного слоя (корки), не большими величинами припусков на обработку и невысокой стоимостью.

Поковкой называют заготовку детали или деталь, получен­ную обработкой металлов давлением. Огромное разнообразие машиностроительных деталей и соответственно такое же раз­нообразие форм и размеров поковок, сплавов, характера произ­водства обусловливает существование различных способов изготовления поковок. Поковки машиностроительных деталей наиболее часто изго­тавливают ковкой, горячей объемной штамповкой (ГОШ) и хо­лодной объемной штамповкой (ХОШ). Рассмотрим подробнее горячую объемную штамповку, так как она наиболее подходит для данной детали.

Объемной штамповкой называют процесс получения поковок, при котором формообразующую полость штампа, называемую ручьем, принудительно заполняют металлом исходной заготовки и перераспределяют его в соответствии с заданной чертежом конфигурацией.

Применение объемной штамповки оправдано при серийном и массовом производстве. При использовании этого способа значительно повышается производительность труда, снижаются отходы металла, обеспечиваются высокие точность формы изделия и качество поверхности. Объемную штамповку осуществляют при разных температурах исходной заготовки и, в соответствии с температурой, делят на холодную и горячую. Наиболее широкое распространение получила горячая объемная штамповка (ГОШ), которую ведут в интервале температур, обеспечивающих снятие упрочнения.

Исходным материалом для горячей объемной штамповки являются сортовой прокат, прессованные прутки, литая заготовка, в крупносерийном производстве.

Основная операция ГОШ может быть выполнена за один или несколько переходов. При каждом переходе формообразование осуществляется специальной рабочей полостью штампа – ручьем (гравюрой). Переходы и ручьи делятся на две группы: заготовительные и штамповочные.

Температура ГОШ стали: 1200` С (нагрев) до 900` С (окончание штамповки). ГОШ в основном осуществляется на паровоздушных штамповочных молотах (ПВШМ), кривошипных горячештамповочных прессах (КГШП) и горизонтально-ковочных машинах (ГКМ).

ГОШ делится на открытую (облойную) и закрытую (безоблойную) штамповку. При открытой штамповке по периметру поковки образуется облой. При закрытой штамповке облой не образуется. В основном применяется открытая штамповка. Для закрытой штамповки нужна точная по объему исходная заготовка. Её получить трудно.

Исходя из [6, таб. 21, стр. 139] назначим припуск на заготовку табличным методом. По ГОСТ 7505-74 назначаем припуск на заготовку, который равен 2мм.