I. Стандартный прокат по гост 1133-71.
Согласно точности и шероховатости поверхности обрабатываемой детали определяем промежуточные припуски. За основу расчета принимаем наружный диаметр детали 73 Н11. На этой поверхности производится черновое и получистовое точение, то есть снимаемый припуск при этом равен – 5 мм.
Расчетный размер заготовки:
(4.1)
где: Дн = 73 мм – наружный диаметр, мм;
2·Z = 5 мм – припуск под обработку, мм
По расчетным данным заготовки выбираем необходимый размер круглого горячекатаного проката по ГОСТ 2590-88:
Находим длину заготовки из проката с учетом припуска на подрезку торца:
(4.2)
где: Lд = 388 мм – длина детали;
2·Zподр = 10 мм – припуск на подрезание торцов;
принимаем: Lз = 398 мм =39,8 см.
Объем заготовки определяем с учетом отклонения диаметра:
(4.3)
где: Дзп = 7,83 см - принятый диаметр заготовки (с учетом отклонения).
Масса
заготовки:
(4.4) 
где: ρ - удельная плотность стали (кг/см3).
.
Коэффициент использования материала:
(4.5)
Стоимость заготовки
из проката:
.
II. Поковка
Допуски и кузнечные напуски назначаются в порядке установленном ГОСТ 7829-70 "Поковки из углеродистой стали, изготавливаемые свободной ковкой на молотах. Припуски и допуски".
Кузнечное оборудование – пневматическом молоте.
Нагрев заготовок – индукционный (газовый).
1. Исходные данные по детали:
1.1. Материал – сталь 35 ГОСТ 1050-90.
1.2. Масса детали – 5,5 кг.
2. Исходные данные для расчета:
2.1. Ориентировочная величина расчетной массы поковки:
Объем заготовки определяем по формуле, разбивая заготовку на элементарные объёмы:
(4.6)
где: Дn – диаметр элемента заготовки
Vз = V1+ 2∙V2+ V3+ V4+ V5 = 45,11+2∙13,6+1002,95+24,62+18,57=1118,45см3
Масса
заготовки:
( 4.6)
где: ρ - удельная плотность стали (кг/см3).
.
Принимая неизбежные технологические потери (угар, и т.д.) при свободной ковке равными 10% определим расход материала на одну деталь:
(4.7)
где: Пк – потери при горячей объемной штамповке Пк = 10%.
.
Коэффициент использования материала:
.
Стоимость заготовки полученной методом свободной ковки:
(4.8)
(4.9)
III. Штамповка по гост 7505-89
Допуски и кузнечные напуски назначаются в порядке установленном ГОСТ 7505-89 "Поковки стальные штамповочные. Допуски, припуски и кузнечные напуски".
Штамповочное оборудование – кривошипный горячештамповочный пресс.
Нагрев заготовок – индукционный.
1. Исходные данные по детали:
1.1. Материал – сталь 35 ГОСТ 1050-90.
1.2. Масса детали – 5.5 кг.
2. Исходные данные для расчета:
2.1. Ориентировочная величина расчетной массы поковки:
(
4.10)
где:
=
5,5 кг - масса детали
=
1,6 - расчетный коэффициент (прил.3,
табл.20)
2.2. Класс точности – Т 4 (прил.1,табл. 19)
2.3. Группа стали – М 1 (прил.1,табл. 1)
2.4. Степень сложности – С 2 (прил.1,стр.29)
2.5. Конфигурация поверхности разъема штампа – П (плоская) (прил.1,табл.1)
2.6. Исходный индекс – 7 (прил.1,табл. 2)
3. Припуски и кузнечные напуски.
3.1 Основные припуски на размеры (табл. 3), мм:
1,1 – диаметр 73 и чистота поверхности Ra=10 мкм;
0,8
– диаметр 34 и чистота поверхности Ra=20
мкм;
1,1 – диаметр 20 и чистота поверхности Ra=1,25 мкм;
1,1 – диаметр 16 и чистота поверхности Ra=10 мкм;
0,8 – диаметр 16 и чистота поверхности Ra=20 мкм;
1,2 – длина 388 и чистота поверхности Ra=20 мкм;
1,2 – длина 260 и чистота поверхности Ra=20 мкм;
0,9 – длина 84,5 и чистота поверхности Ra=20 мкм;
0,9 – длина 73 и чистота поверхности Ra=20 мкм;
0,8 – длина 18 и чистота поверхности Ra=20 мкм;
0,8 – длина 11,5 и чистота поверхности Ra=20 мкм;
3.2 Дополнительные припуски, учитывающие:
- смещение по плоскости разъема – 0,4 мм (прил.1,табл.4);
- отклонение от плоскостности – 0,6 мм (прил.1,табл.5).
3.3.Штамповочный уклон на наружной поверхности – не более 5º,
принимаем – 3º (прил.1,табл.18).
4. Размеры поковки и их допускаемые отклонения.
4.1. Размеры поковки:
диаметр 73 +(1,1+0,4)·2=76 мм;
диаметр 34+(0,8+0,4)·2=36,4 принимаем 36,5 мм;
диаметр 20+(1,1+0,4)·2=23 мм;
диаметр 16+(1,1+0,4)·2=19 мм;
диаметр 16+(0,8+0,4)·2=18,4 принимаем 18,5 мм;
длина 388+(1,2+0,6)·2=391,6 принимаем 391,5 мм;
длина 260+(1,2+0,6+0,8)·2=265,5 мм;
длина 73-(0,9+0,6)=71,5 мм;
длина 18-(0,8+0,6)=16,6 принимаем 16,5 мм;
длина 10+(0,8+0,6)=11,4 принимаем 11,5 мм;
4.2. Радиус закруглений наружных углов – 3 мм (прил.1,табл. 7).
4.3. Допускаемые отклонения размеров (прил.1,табл.8),мм:
диаметр
;
диаметр
;
диаметр
;
диаметр
;
диаметр
;
длина
;
длина
;
длина
;
длина
;
длина
;
4.4. Неуказанные допуски радиусов закруглений – 0,5 мм. (прил.1, п.5.23.)
4.5. Допускаемая величина остаточного облоя – 0,5 мм. (прил.1, п. 5.8.)
4.6. Неуказанные предельные отклонения размеров – 14 квалитет.
Для определения объема штампованной заготовки условно разобьем ее фигуру на простые цилиндрические элементы с проставлением на них размеров с учетом плюсовых допусков (рис.2.3.1.).
Масса штамповочной заготовки составляет:
Q = 8,18 кг.
Принимаем неизбежные технологические потери (угар, облой и т.д.) при горячей объемной штамповке равные 10%, определим расход материала на одну деталь.
(4.11)
где: Пш =10% – потери при горячей объемной штамповке.
.
Коэффициент использования материала на штампованную заготовку:
(4.12)
где:
= 5,5 кг - масса детали
Стоимость штампованной заготовки:
(4.13)
где: См = 600 у.е. – стоимость 1 тонны заготовок.
Сотх = 40 у.е. – стоимость 1 тонны отходов.
.
Сравниваем два наиболее экономичных способа получения заготовки, годовую экономию материала и экономический эффект.
Годовая экономия материала:
(4.14)
где: Gз1 = 9,0 кг – расход материала при III методе получения заготовки
Gз2 = 9,6 кг – расход материала при II методе получения заготовки
N = 500 шт. – годовой объем выпуска деталей
стоимость экономических потерь в материале: Эк = 300∙373 = 139,13 у.е.
Экономический эффект:
(4.15)
где: С1 = 2,45 у.е. – стоимость получения заготовки при III – методе
С2 = 1,57 у.е. – стоимость получения заготовки при II – методе
Таким образом, по результатам расчета принимаем в качестве метода изготовления заготовки на кузнечном прессе методом свободной ковки, так как этом метод более экономичен с точки зрения себестоимости, хотя уступает в экономичности по расходу материала.