2020-07-12
555
Одно из основных направлений современной технологии машиностроения – совершенствование заготовительных процессов с целью снижения припусков на механическую обработку.
При выборе заготовки первоначально решается вопрос об основных способах изготовления заготовки.
Предпочтительным должен быть тот метод, который обеспечивает наименьшую технологическую себестоимость изготовления детали и более высокий коэффициент использования материала, что должно обосновываться технико-экономическим анализом двух близких по своим технологическим параметрам способов получения заготовок с учётом затрат на механическую обработку.
Заготовку детали «Поршень ТП-10-1084-1» можно изготовить из круглого проката или методом горячей объёмной штамповки (ковки). Во втором случае заготовкой для детали будет поковка стандартной формы по ГОСТ 7062-90 «Поковки из углеродистой и легированной стали, изготовляемые ковкой на прессах. Припуски и допуски» (рисунок 2.1).
Рисунок 2.1 – Диапазоны размеров поковок типа «Вал» по ГОСТ 7062-90
|
|
|
Для нахождения коэффициента использования материала (КИМ) при изготовлении детали из проката, рассчитаем массу используемой заготовки (mз) и массу готовой детали (mд).
. (2.7)
Массу заготовки определим по формуле:
, (2.8)
где m з – масса заготовки, кг;
V з – объём заготовки, см3;
r – плотность материала (для углеродистой стали r = 7,81 г/см3).
Объём заготовки определим по формуле:
, (2.9)
где V з – объём заготовки, см3;
D з – диаметр заготовки, см;
l з – длина заготовки, см.
С учётом припусков на механическую обработку данной детали, принимаем: D з = 84 мм = 8,4 см; l з = 144 мм = 14,4 см. Подставляя эти значения в формулу (2.9), найдём объём заготовки при изготовлении детали из круглого проката (V з1):
см3.
Подставляя это значение в формулу (2.8), найдём массу заготовки при изготовлении детали из круглого проката (m з1):
кг.
Для расчёта массы детали представим её в виде сочетания нескольких простых цилиндров:
, (2.10)
где V 1 – объём хвостовика детали, см3;
V 2 – суммарный объём трёх утолщений по наибольшему диаметру, см3;
V 3 – суммарный объём двух утолщений по среднему диаметру мм, см3;
r – плотность материала (для углеродистой стали r = 7,81 г/см3).
Объём каждого простого цилиндра найдём по формуле (2.9), подставив размеры поверхностей из рабочего чертежа детали:
см3;
см3;
см3.
Подставляя найденные значения объёмов цилиндров в формулу (2.10), вычисляем массу детали:
|
|
|
кг.
По формуле (2.7) найдём КИМ материала детали при использовании в качестве заготовки круглого проката:
Это значит, что при изготовлении детали из круглого проката в стружку уходит около 78 % металла, что экономически не выгодно.
Найдём КИМ детали при её использовании заготовки-поковки. Для расчёта массы заготовки-поковки представим её в виде сочетания нескольких простых цилиндров:
, (2.11)
где V 1 – объём хвостовика заготовки, см3;
V 2 – объём утолщения заготовки, см3;
r – плотность материала (для углеродистой стали r = 7,81 г/см3).
Объём каждого простого цилиндра, из которых мы составляем заготовку-поковку, найдём по формуле (2.9), подставив размеры поверхностей, исходя из припусков на обработку заготовки-поковки по ГОСТ 7062-90 «Поковки из углеродистой и легированной стали, изготовляемые ковкой на прессах. Припуски и допуски»:
см3;
см3.
Подставляя найденные значения объёмов цилиндров в формулу (2.10), вычисляем массу заготовки-поковки:
кг.
По формуле (2.7) найдём КИМ материала детали при использовании в качестве заготовки поковки:
.
Это значит, что при изготовлении детали из поковки в стружку уходит около 36 % металла, что более экономично, чем при изготовлении детали из круглого проката.
Из сделанных расчетов можно сделать вывод, что для производства детали «Поршень ТП-10-1084-1» целесообразно использовать заготовку-поковку, полученную методом горячей объёмной штамповки (ковки), с коэффициентом использования материала равным КИМ2 = 0,64.
