Проектирование технологического процесса изготовления детали

Определение типа производства

Для предварительной оценки типа производства воспользуемся так называемой характеристикой серийности, в основу которой положена классификация деталей по массе и габаритам. Таблица составлена на основании данных по изделиям машиностроения.

Таблица 7 – Характеристика серийности производства

Масса детали 1,4 кг, годовая программа выпуска составляет 500 штук, по таблице 7 производство является серийным.

Выбор и экономическое обоснование формы заготовки
и способов ее получения

В соответствии с таблицей 4, [3], заготовка относится к типу поковок круглых в плане с глухой полостью (рис. 11, [3]). Такого типа поковка, как это следует из таблицы 5, [3], может быть получена различными способами: в закрытых штампах с использованием фрикционного, гидравлического и горячештамповочного прессов, путём прошивки и выдавливания, на горизонтально – ковочной машине и высокоскоростном молоте.

Штамповка на молотахостается широко распространенным способом горячей объемной штамповки. Штамповка осуществляется главным образом на паровоздушных штамповочных молотах двойного действия, в открытых и закрытых штампах. При штамповке на молоте деформирование происходит с большой скоростью за несколько ударов. В начале удара скорость движущейся бабы составляет более 6 м/с.

Наличие окалины увеличивает коэффициент трения металла заготовки о стенки штампа и ухудшает его заполняемость. При штамповке на молоте в открытых штампах после каждого удара окалина отваливается от поверхности заготовки и выдувается из штампа, что облегчает течение металла. На молотах получают поковки различной конфигурации массой до несколько сот килограммов.

На горизонтально ковочных машинах можно штамповать детали определенной конфигурации массой от 0,1 до 150 кг. Основное отличие штампов ГКМ от молотовых и прессовых – это наличие у них двух взаимно перпендикулярных плоскостей разъема:

а) между пуансоном и матрицами

б) между неподвижной и подвижной полуматрицами.

Штамповка на ГКМ имеет следующие преимущества:

· можно легко штамповать детали, которые на другом оборудовании рационально изготовить нельзя, например, поковки типа стержня с фланцем и другие;

· достигается экономия металла, так как штамповка производится преимущественно в закрытых штампах, а штамповочные уклоны в ряде случаев отсутствуют;

· макроструктура поковок получается благоприятной и обеспечивает высокое качество деталей;

· возможно применение вставок для ручьев, чем экономится штамповая сталь;

· работа на ГКМ легко автоматизируется.

К недостаткам штамповки на ГКМ относятся:

· меньшая универсальность по сравнению с молотами и прессами. Номенклатура поковок резко ограничена;

· низкая стойкость штампов, которая объясняется рядом причин. Штамп закрытый, поэтому возникают перегрузки в полости ручья;

· необходимость очистки нагретого прутка от окалины, так как деформирование происходит за один ход и вся окалина будет заштампована.

Штамповка на кривошипных горячештамповочных прессах наиболее прогрессивный способ получения поковок. По сравнению со штамповкой на молотах он обладает более широкими возможностями механизировать и автоматизировать штамповочные операции. На КГШП можно штамповать, поковки различной конфигурации массой до 100 кг в открытых и закрытых штампах.

При штамповке на молотах заполнение полости ручья верхней части происходит значительно быстрее, нежели полости ручья нижней части штампа; при штамповке на прессах значительной разницы в заполнении полости ручья верхней и нижней частей штампа нет. Различие в действии удара молота и нажатии пресса состоит в неодинаковой продолжительности воздействия штампа на заготовку. Каждый удар молота длится 0,005-0,01с, тогда как на прессе продолжительность единичного обжатия в каждом ручье составляет 0,03-0,08.

К недостаткам штамповки на КГШП относятся:

меньшая универсальность в работе по сравнению с молотами. Ввиду жесткого хода ползуна такие операции, как протяжку и подкатку, не применяют;

необходимость очистки заготовок от окалины перед штамповкой, так как деформация происходит за один ход пресса, и вся окалина может заштамповаться в поверхность поковки;

штампы КГШП более сложные, регулировка их трудоемкая.

Штамповка на гидравлических прессах, вместо штамповки на молотах, применяется, как правило, только там, где не может быть использован молот, а именно:

· при штамповке крупных поковок, для которых масса падающих частей самых тяжелых молотов оказывается недостаточной;

· при штамповке малопластичных сплавов, не допускающих больших скоростей деформирования;

· для различных видов штамповки выдавливанием;

· там, где необходим очень большой рабочий ход, например, при глубокой прошивке или протяжке прошитых заготовок.

Ввиду большой чувствительности пресса к нецентральной нагрузке, необходимо очень точно рассчитывать центр ручья штампа, и этот центр совмещать с осью пресса, в связи с чем на гидравлических прессах осуществляется штамповка только в одном центральном ручье.

Гидравлические штамповочные прессы обладают сравнительно малой скоростью перемещения деформирующего инструмента, поэтому их производительность ниже по сравнению с КГШП, однако они значительно превосходят КГШП по развиваемым усилиям. Их широко применяют для штамповки поковок из легких сплавов. К особо характерным операциям и процессам, выполняемым на гидравлических прессах, относятся: прошивка в закрытой матрице (закрытая прошивка); протяжка через кольца или ролики, применяемая для тонкостенных поковок, которые нельзя изготовлять за одну операцию прошивки; открытая и закрытая (безблойная) штамповка; штамповка выдавливанием.

Ковка. Свободной ковкой изготовляют поковки от самых малых размеров до самых крупных, массой до 250-300т.

Мелкие и средние поковки куют соответственно на пневматических и ковочных паровоздушных молотах двойного действия.

Исходным материалом для ковки чаше всего является прутковый материал, нарезанный на заготовки.

С помощью свободной ковки можно получить практически такие же по конфигурации заготовки, как при штамповке, однако, получение таких заготовок связано с высокой трудоемкостью ручных работ. Кроме того, из-за более низкой точности изготовления заготовок допуски на размеры и припуски на механическую обработку выше, чем в случае применения штамповки. Это приводит к повышенному расходу металла на получение каждой заготовки и увеличении трудоемкости механической обработки.

Свободную ковку обычно применяют при относительно небольшом объеме производства (единичное и мелкосерийное производство, реже - среднесерийное), т.е. в случаях, когда нецелесообразны затраты на изготовление дорогостоящих штампов.

Экономическое сравнение вариантов:

Из двух наиболее целесообразных методов получения заготовки выберем тот, у которого КИМ будет больше, а стоимость изготовления меньше. Рассмотрим расчёты двух вариантов изготовления заготовки.

I вариант – штамповка на кривошипном горячештамповочном прессе (КГШП) – заводской вариант.

II вариант – штамповка на горизонтально – ковочной машине (ГКМ).

Стоимость заготовок, получаемых методами горячей штамповки на прессах можно с достаточной точностью определить по формуле:

S_з = ×G_зII×k_т×k_с×k_в×k_м×k_п-( G_зII- G_гд)× ,

где S_з - стоимость получения заготовки,

С – базовая стоимость 1 тонны заготовок С = 132000 руб./т,

http://www.mpstar.ru/col/krug-du.php

G_з - вес ( масса ) заготовки, поступающей в механический цех,

G_I=5,1 кг, G_II=3,7 кг.

k_т – коэффициент, зависящий от класса точности заготовки k_т=0,9 для 6кл.тчн. по ОСТ 1.41187-78.

k_с – коэффициент, учитывающий группу сложности k_с=0.8, таблица 22, [4],

k_в - коэффициент, учитывающий вес заготовки k_в1= 0.85, k_в2=1,

таблица 23, [4],

k_м - коэффициент, учитывающий марку материала k_м=5,

k_п – коэффициент, учитывающий объем производства заготовок k_п=1.0 /4/,

G_гд – вес ( масса ) готовой детали G_гд=1,4 кг,

S_отх. - цена 1 тонны отходов S_отх. = 20000 руб./т. [4],

S_I= *5,1*0,9*0,8*0,85*5*1-(5,1-1,4)* = 1986 руб.

S_II= *3,7*0,9*0,8*1*5*1-(3,7-1,4)* = 1712,24 руб.

Расчёт стоимости заготовки сведен в таблицу 8.

Таблица 8 - Результаты расчета стоимости заготовки

Согласно проведенному анализу: стоимость заготовки, получаемой на ГКМ меньше, а коэффициент использования материала выше, чем у заготовки, получаемой на КГШП.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: