1. Технологическая часть

   1. Выбор и технико-экономическое обоснование вида заготовки (сравнительный анализ возможных методов получения заготовки, расчет массы заготовки, коэффициента использования материала, стоимости)

Необходимо описать, какие методы и виды получения заготовок можно применять для изготовления данной детали, и выполнить эскизы двух вариантов заготовок. Выбор заготовки следует производить на основании анализа конфигурации детали, её материала, типа производства, технических требований.

Если при выборе заготовок возникают затруднения, какой метод изготовления принять для той или другой детали, тогда производят технико-экономический расчет двух или нескольких выбранных вариантов.

Технико-экономический расчет изготовления заготовки производят в следующем порядке:

• устанавливают метод получения заготовки согласно типу производства, конструкции детали, материалу и другим техническим требованиям на изготовление детали;

• назначают припуски на обрабатываемые поверхности детали согласно выбранному методу получения заготовки по таблицам или производят расчет аналитическим методом;

• определяют расчетные размеры на каждую поверхность заготовки;

• назначают предельные отклонения на размеры заготовки по таблицам в зависимости от метода получения заготовки;

• производят расчет массы заготовки на сопоставляемые варианты;

• определяют норму расхода материала с учетом неизбежных технологических потерь (на отрезание, угар, облой и т. д.)

• определяют коэффициент использования материала по каждому из вариантов изготовления заготовок с технологическими потерями и без потерь;

• определяют себестоимость изготовления заготовки, выбранных вариантов для сопоставления и определения экономического эффекта получения заготовки.

Пример № 1 Деталь «Вал» № 142-5106-556.

Для изготовления данной детали можно применять следующие два варианта заготовок:

• горячекатаный прокат обычной точности круглого сечения ГОСТ 2590-71 /6/;

• штамповка, получаемая на горизонтально-ковочной машине.

Вариант № 1 Заготовка из проката

1. Определяем расчетные размеры на каждую поверхность заготовки с учетом припусков: / 6 /

D_з

L_з

2. Рассчитываем массу заготовки m, кг по формуле:

, / 6 / (2.1)

где - плотность материала, гр/см³;

V – объем заготовки, см³.

Объем заготовки V, см³ рассчитываем по формуле:

, / 10 / (2.2)

где d – диаметр цилиндра, см;

h – высота цилиндра, см.

см³

3. Рассчитываем коэффициент использования материала К_им по формуле:

К_им , / 6 / (2.3)

где - масса детали, гр;

m_заг – масса заготовки, гр

К_им

При прокате К_им = 0,35÷0,5

4. Определяем стоимость заготовки С_заг , руб:

С_заг / 6 / (2.4)

где С – стоимость 1 тонны проката, руб;

С_р – стоимость порезки одной заготовки, руб

С_р – 5руб (заготовка до 5 кг)

Например:

С_тонны (круг 20 сталь 30ХГСА) - 48000руб

С_заг +5,0 = 11 руб

Вариант №2 Заготовка – штамповка

1. Определяем расчетные размеры на каждую поверхность заготовки с учетом припусков: / 6 /

2. Рассчитываем массу заготовки, m кг по формуле:

, / 6 / (2.5)

где - плотность материала, гр/см³;

V_общ – общий объем заготовки, см³

Для определения объема заготовки – штамповки разбиваем чертеж заготовки на простые части, чтобы каждая из них имела простую геометрическую форму, удобную для расчета объема.

Объем каждой части , см³ рассчитываем по формуле:

, / 10 /

где d – диаметр цилиндра, см;

h – высота цилиндра, см.

см³

см³

см³

см³

см³

m_заг = 7,858,76=69 гр

3. Рассчитать коэффициент использования материала К_им по формуле:

К_им , / 6 /

где m_д - масса детали, гр;

m_заг – масса заготовки, гр.

К_им

При штамповке К_им = 0,55 ÷ 0,65…0,7

4. Определяем стоимость заготовки – штамповки, С_заг. руб.:

С_заг. / 6 / (2.6)

где С – стоимость 1 тонны штамповки, руб;

К₁ - коэффициент серийности;

К₂ – коэффициент массы материала;

К₃ - коэффициент сложности заготовки.

Например:

С_тонны (штамповка, сталь 30ХГСА) – 52000 руб

С_заг руб

Таблица 2.1 - Сравнительная характеристика вариантов заготовки

Вид заготовки	Ким	Стоимость заготовки, руб
Горячекатаный прокат	0,36	11
Штамповка	0,65	4,8

Исходя из сопоставления коэффициентов использования материала и стоимости заготовки, делаем вывод: более экономичным вариантом является заготовка, полученная методом горячей штамповки.

Пример № 2 Деталь «Фланец» № 8400.9958.024.000

Материал: Ал 9 ГОСТ 190021-79, =0,021 кг

Для изготовления данной детали можно принять следующие два варианта заготовки:

• отливка в песчанно – глинистые формы, 7 класс точности;

• отливка в металлические кокили, 4 класс точности.

Вариант № 1 Заготовка отливка без центрального отверстия

(7 класс точности)

1. Определяем расчетные размеры на каждую поверхность заготовки с учетом припусков: / 11 /

2. Рассчитываем массу заготовки m , кг по формуле:

,

где обозначения прежние

Для определения объема заготовки – отливки разбиваем чертеж заготовки на простые части, чтобы каждая из них имела простую геометрическую форму, удобную для расчета объема.

Объем , см³ рассчитываем по формуле:

, / 10/ (2.7)

где a и b - стороны параллелепипеда, см;

h – высота параллелепипеда, см.

см³

Объем , см³ рассчитываем по формуле:

,

см³

см³

гр

3. Рассчитываем коэффициент использования материала К_им по формуле:

К_им ,

К_им =

Для отливок К_им= 0,65 ÷ 0,75…0,8

4. Определяем стоимость заготовки – отливки С_заг , руб:

С_заг. ,

где С – стоимость 1 тонны литья, руб;

К₁ - коэффициент серийности;

К₂ – коэффициент массы материала;

К₃ - коэффициент сложности заготовки

Например:

С_тонны (литье, Ал 9) – 120000 руб

С_заг руб

Вариант № 2 Заготовка – отливка с центральным отверстием (4 класс точности)

1. Определяем расчетные размеры на каждую поверхность заготовки с учетом припусков: / 11 /

2. Рассчитываем массу заготовки m , кг по формуле:

Для определения объема заготовки – отливки разбиваем чертеж заготовки на простые части, чтобы каждая из них имела простую геометрическую форму, удобную для расчета объема.

Объем , см³ рассчитываем по формуле:

см³

Объем , см³ рассчитываем по формуле:

, / 10 / (2.8)

где D – наружный диаметр цилиндрической трубы, см;

d – внутренний диаметр цилиндрической трубы, см;

h – высота цилиндрической трубы, см

см³

Объем V₃ , см³ рассчитаем по формуле:

см³

см³

гр

3. Рассчитываем коэффициент использования материала К_им по формуле:

К_им

К_им=

Для отливок К_им= 0,65 ÷ 0,75…0,8

4. Определяем стоимость заготовки – отливки С_заг , руб.:

С_заг

где С – стоимость 1 тонны литья, руб;

К₁ - коэффициент серийности;

К₂ – коэффициент массы материала;

К₃ - коэффициент сложности заготовки

Например:

С_тонны (литье, Ал 9) – 120000 руб

С_заг руб

Таблица 2.2 - Сравнительная характеристика вариантов заготовки

Вид заготовки	Ким	Стоимость заготовки, руб.
Отливка без центрального отверстия	0,49	7,28
Отливка с центральным отверстием	0,7	5,08

Исходя из сопоставления коэффициентов использования материала и стоимости заготовки, делаем вывод: более экономичным вариантом является заготовка – отливка с центральным отверстием 4 класс точности.

Примечания

Приводим некоторые плотности , гр /см³ материалов:

гр/см³

гр/см³

гр/см³

гр/см³

гр/см³

гр/см³

Некоторые объемы V, см³ геометрических тел:

Объем V, см³ цилиндра:

Объем V, см³ цилиндрической трубы:

Объем V, см³ параллелепипеда:

Объем V, см³ усеченного конуса:

Объем V, см³ четырехгранной призмы:

Объем V, см³ шестигранной призмы:

Объем V,см³ шарового сектора:

Объем V, см³ шарового сегмента: