Глава 4. Выбор заготовок в зависимости от типа производства и величины припусков на обработку

Виды заготовок и методы их изготовления

При разработке технологического процесса на изготовление машин одной из первых решается задача выбора заготовки. При этом уточняют способы получения заготовок в зависимости от марки материала, формы и размеров деталей.

Стоимость заготовок зависит от метода их производства, т.е. от стоимости оснастки, необходимой для изготовления заготовок. Поэтому выбор заготовки зависит, во многом, от масштаба производства. Чем ближе заготовка по форме и размерам к готовым деталям, тем меньше расходы на ее изготовление, особенно при обработке больших партий деталей в серийном и массовом производствах.

Повышение точности заготовок позволяет резко сократить применение механической обработки, ограничивая ее в ряде случаев чистовыми или отделочными операциями. Поэтому в современном производстве широкое применение получили штамповка в открытых и закрытых штампах, литье под давлением в коккиль, по выплавляемым моделям и в оболочковые (корковые) формы, прессование из металлических и неметаллических порошков, которые представляют наиболее совершенные способы получение заготовок.

При выборе способа получения заготовок обычно сравнивают два или несколько вариантов их изготовления и выбирают такой, при котором обеспечивается наименьшая себестоимость детали при заданной годовой программе.

Количество изготавливаемых заготовок и периодичность их повторения предопределяют затраты на производство и уровень его технического оснащения.

Основными видами заготовок в зависимости от назначения деталей являются:

а) кованные, прессованные и штампованные заготовки;

б) заготовки из проката и листового металла;

в) отливки из черных и цветных металлов;

г) заготовки из неметаллических материалов (пластмасс, древесины, резины, асбеста, текстолита и др.).

Применение деталей из пластмасс позволяет снизить вес машин и их стоимость, повысить их эксплуатационные качества, а также сэкономить металл, главным образом цветные сплавы и нержавеющую сталь.

В последние годы в машиностроении получили применение полимерные смолы (полиамиды, капрон, полистиролы, стеклопластик, полиэтилены и др.)

Полиамидные подшипники, втулки и ролики имеют высокие антифрикционные свойства и меньше изнашиваются, чем металлические. Полиамидные смолы также являются хорошим материалом для изготовления зубчатых колес. Зубья таких колес прочны и эластичны, их износ незначителен даже при отсутствии смазки. Они бесшумны и могут работать на больших скоростях.

Однако следует иметь в виду, что капрон теплопроводен и при трении, например, пары втулка-валик трущиеся поверхности могут расплавляться. Во избежание этого рекомендуется применять пластиковые детали в паре с металлическими.

Большую роль при изготовлении деталей машин имеет предварительная обработка заготовок, к которой относятся:

а) исправление дефектов литья, ковки, штамповки (наличие формовочной земли, раковин, заливов, окалины, заусенцев и т.д.);

б) обработка торцов и центровка заготовок;

в) термообработка: отжиг и нормализация.

Дефекты заготовок выявляют: при осмотре черновых или предварительно обработанных поверхностей.

Все выявленные дефекты устраняют соответствующими методами – обрубкой, зачисткой, травлением, сваркой, резкой, правкой, калибровкой и др.

В серийном и массовом производстве широко используют штамповки (штамповочные поковки). Они обладают высокой точностью и меньшей себестоимостью. Поковки, получаемые на прессах методами свободной ковки, ввиду малой точности используются в единичном и в мелкосерийном производстве. Заготовки из проката используют для изготовления деталей близких им размеров поперечного сечения.  

При расчете размера заготовки определяется коэффициент использования металла (Кисп.) – это отношение массы детали к массе заготовки:

Кисп. = М дет./ М заг. £ 1,                                                                 (4.1)

где М дет. – масса готовой детали, кг и М заг. – масса заготовки, кг.

Коэффициент использования материала:

а) для втулок и гильз Кисп. = 0,5¸0,6 (0,55);

б) рычагов и вилок Кисп. = 0,8¸ 0,95 (0,9);

в) валов ступенчатых Кисп. = 0,7 ¸ 0,85 (0,8);

г) зубчатые колеса с обработанными зубьями

Кисп. = 0,35 ¸ 0,55 (0,45).

В скобках указаны рекомендуемые значения.

Литература: [1, с. 246-251]; [2, с. 76-81]; [3, с. 154-164]; [4, с. 185-196, 233-235].