2020-04-07
530
1) Заготовка из проката. Согласно точности и шероховатости поверхностей обрабатываемой детали определяем промежуточные припуски по таблицам. За основу расчёта промежуточных припусков принимаем наружный диаметр детали Ø20 
мм. Устанавливаем предварительный маршрутный технологический процесс обработки поверхности детали Ø20 . Обработка поверхности диаметром 20 мм – производят в жёстких центрах. Технологический маршрут обработки данной поверхности:
Операция 005. Токарная черновая
010. Токарная чистовая
При черновом точении припуск на обработку составляет 4 мм, а при чистовом – 2 мм. Определяем промежуточные размеры обрабатываемых поверхностей согласно маршрутному технологическому процессу:
На токарную операцию 005:
Dр.005=Dн+2Z010=20+2=22 мм (3.1)
Расчётный размер заготовки:
Dр.з.=Dр.005+2Z005=22+4=26 мм (3.2)
По расчётным данным заготовки выбираем необходимый размер горячекатаного проката обычной точности по ГОСТ 2590–71.
Круг 26 – В-ГОСТ 2590 – 71
45 – б – ГОСТ 14034 – 74
Отклонения для диаметра 26 мм равны 
.
Припуск на обработку 2 х торцовых поверхностей заготовки равен 1,4 мм.
Общая длина заготовки:
Lз=Lд+2Zподр.=55+1,4=56,4 мм (3.3)
Исходя из предельных отклонений, общую длину заготовки округляем до целых единиц. Принимаем длину заготовки 57 мм. Объём заготовки определяем по плюсовым допускам:
Vз=p·D2з.п.·Lз/4=3,14·2,642·5,7/4=31,185 см3 (3.4)
Массу заготовки определяем по формуле:
Gз=gVз=0,0075×31,185=0,245 кг (3.5)
Выбираем минимальную длину проката для изготовления заготовки. Потери на зажим заготовки Lзаж принимаем 20 мм. Заготовку отрезают на ножницах. Это самый производительный и дешёвый способ. Длину торцового обрезка проката определяем из соотношения:
Lо.т.=(0,3¸0,5) d=0,3×26=7,8 мм (3.6)
Число заготовок, исходя из принятой длины проката по стандартам, определяется по формуле:
1. Из проката длиной 4 м:
X4=(Lпр+Lзаж+Lо.т.)/(Lз+Lр)=(4000–20–7,8)/(57+3)=66,2 шт. (3.7)
Получаем 66 заготовок из данной длины проката.
2. Из проката длиной 7 м:
X7=(Lпр+Lзаж+Lо.т.)/(Lз+Lр)=(7000–20–7,8)/(57+3)=116,2 шт.
Принимаем 116 заготовок из данной длины проката. Остаток длины (некратность) определяется в зависимости от принятой длины проката:
1. Из проката длиной 4 м:
LНК4=Lпр–Lо.т.–Lзаж–Lз×X4=4000–7,8–20–57×66=210,2 мм (3.8)
Или
ПНК4=(LНК×100)/Lпр=210,2×100/4000=5,25%
2. Из проката длиной 7 м:
LНК7=Lпр–Lо.т.–Lзаж–Lз×X7=7000–7,8–20–57×116=360,2 мм (3.9)
Или
ПНК7=(LНК×100)/Lпр=360,2×100/7000=5,14%
Из расчётов на некратность следует, что прокат длиной 7 м для изготовления заготовок более экономичен, чем прокат длиной 4 м.
Потери материала на зажим при обрезке по отношению к длине проката составят:
Пзаж=(Lзаж×100)/Lпр=20×100/7000=0,285% (3.10)
Потери материала на длину торцового обрезка проката в процентном отношении к длине проката составят:
По.т.=Lо.т.×100/Lпр=7,8×100/7000=0,11% (3.11)
Общие потери к длине выбранного проката:
Пп.о.=Пнк+По.т.+Пзаж=5,14+0,11+0,285=5,535% (3.12)
Расход материала на одну деталь с учётом всех технологических неизбежных потерь определяем по формуле:
Gз.п.=Gз(100+Пп.о.)/100=0,245 (100+5,535)/100=0,258 кг (3.13)
Коэффициент использования материала:
Ки.м.=Gд/Gз.п.=0,099/0,258=0,38 (3.14)
Gд=g×Vд=0,00785×12,55=0,099 кг (3.15)
Vд=pDд12Lд1/4 + pDд22Lд2/4=12,55 см2 (3.16)
Стоимость заготовки из проката:
Сз.п.=См×Gз.п. – (Gз.п.–Gд)×(Сотх/1000), (3.17)
где
См – цена 1 кг материала заготовки, руб.;
Сотх – цена 1 т отходов материала, руб.
См=147×20/1000=2,94 руб./кг
Сотх=33×20/1000=0,66 руб./кг
Сз.п.=2,94×0,258 – (0,258–0,099) ×0,66=0,758–0,159×0,66=0,65 руб.
2) Заготовка изготовлена методом горячей объёмной штамповки на горизонтально-ковочной машине (ГКМ).
Степень сложности – С1. Точность изготовления поковки – класс I, группа стали – М1.
Припуски на номинальные размеры детали назначают по таблице. Припуски на обработку заготовок, изготавливаемых горячей объёмной штамповкой, зависят от массы, класса точности, группы стали, степени сложности и шероховатости заготовки. На основании принятых припусков на размеры детали определяем расчётные размеры заготовки:
D1=Dн+2z=10+2×1,5=13 мм (3.18)
D2=Dн+2z=20+2×1,2=22,4 мм (3.19)
L1=Lд+2z=20+2,4=22,4 мм (3.20)
L2=Lд+2z=35+2,4=37,4 мм
Допуски на размеры заготовки:
Ø13 
; Ø22,4 ; 22,4 ; 37,4
Разрабатываем эскиз на штампованную заготовку:
Рис. 3.1
Для определения объёма штампованной заготовки условно разбиваем фигуру заготовки на отдельные простые элементы и проставляем на них размеры с учётом плюсовых допусков:
Рис. 3.2
Определяем объём отдельных элементов заготовки:
V1=pD12L1/4=3,14×1,372×2,31/4=3,403 см3 (3.21)
V2=pD22L2/4=3,14×2,312×3,81/4=15,959 см3 (3.22)
Общий объём заготовки:
Vобщ=V1+V2=3,403+15,959=19,362 см3 (3.23)
Масса штампованной заготовки:
Gз.ш.=g×Vобщ=0,00785×19,362=0,152 кг (3.24)
Принимая неизбежные технологические потери (угар, облой и т.д.) при горячей объёмной штамповке равными 10%, определяем расход материала на одну деталь:
Gз.п.=Gз.ш.(100+Пш)/100=0,152×(100+10)/100=0,167 кг (3.25)
Коэффициент использования материала на штампованную заготовку:
Ки.м.=Gд/Gз.п.=0,135/0,167=0,81 (3.26)
Стоимость штампованной заготовки:
Сз.ш.=(СМ×Gз.п.) – (Gз.п.–Gд)×(Сотх/1000) (3.27)
где
СМ – цена 1 кг материала заготовки, руб.;
Сотх – цена 1 т отходов материала, руб.
СМ=638×20/1000=12,76 руб./кг
Сотх=33×20/1000=0,66 руб./кг
Сз.ш.=12,76×0,167 – (0,167–0,135)×0,66=2,131–0,021=2,11 руб.
Годовая экономия материала от выбранного варианта изготовления заготовки:
Эм=(G’з.п.–G»з.п.)×N=(0,258–0,167)×80000=7280 кг (3.28)
Экономический эффект (выбранного вида) изготовления заготовки:
Э=(Сз.ш.–Сз.п.)×N=(2,11–0,68)×80000=114400 руб. (3.29)
Технико-экономические расчёты показывают, что заготовка, полученная методом горячей объёмной штамповки на горизонтально-ковочной машине, более экономична по использованию материала, чем заготовка из проката, однако по себестоимости штампования заготовка дороже, поэтому принимаем заготовку из горячекатаного круглого проката обычной точности.
