èâ ¬¯.doc

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлена: 02.01.2022

Просмотров: 405

Скачиваний: 4

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

1 Вибір двох альтернативних способів виготовлення заготовки


Дана деталь – вал ведучий випускається в умовах середньосерійного виробництва, оскільки маса деталі 3,061 кг, а програма випуску N = 10000 шт.

Матеріал деталі - сталь 40х: легована сталь, до її складу входять: 0,95...1% С, 0,8…0,9% Сr, 0,9…0,95% Mn. Заготовку можна виготовити методом пластичного деформування або із стандартного прокату.

Можливі способи одержання поковки:

  • Штамповка на гвинтових пресах;

  • Штамповка на ГКМ;

  • Штамповка на молотах;

  • Прокат.


Таблиця 1 – Кількісна характеристика способів штампування

Спосіб одержання заготовки

Штамповка

на гвинтових пресах

Штамповка на ГКМ

Гаряча штамповка на молотах

Тип виробництва

С, М

С, М

С, рідше М

Матеріал поковки

Сталі

Сталі, кольорові метали

Сталі

Маса поковок

0,1…1000

0,5…100

0,1…2000

Припуски на сторону

0,5…3,0

1,5…3,25

0,75…4,25

Штампувальні нахили

3…7

В матрицях 1…7, в пуасоні – 0,25…2,00

7…10

Досягнута точність

13…17

13…17

15…17

Шорсткість поверхні

160…20

160…20

320…40

Орієнтовані розміри партії

2500…3000

В матрицях 24000…64000

В пуасонах

3000…11000

2500…3000

Відносна собівартість

86…100

70…75

100

Технологічні особливості

Заготовки досить складної форми без виступів

Симетричні та асиметричні стержні із суцільними і полими головками фланця

Заготовки досить складної форми без виступів

Область застосування

Кільця, гайки, корпуса, кришки

Кільця, гайки, втулки, вали з фланцями

Важелі, чашки, ступиці.


Згідно наведеної таблиці 1 приведений нижче якісний аналіз [1].

Штампування кованок на гвинтових пресах

За характером роботи гвинтові преси займають проміжне місце між штампувальними молотами та КГШП. Гвинтові преси досить універсальні, мають невисоку продуктивність, що зумовлюється їх тихохідністю та неможливістю використання багаторівчакових штампів. До переваг даних пресів відносять можливість деформування металу у кожному рівчаку штампа кількома ударами. Преси легко механізуються та автоматизуються, що сприяє їх використанню у гнучких виробничих системах переважно у серійному виробництві.

До недоліків гвинтових пресів належать їх порівняно низька продуктивність, тому вони здебільшого застосовуються у дрібносерійному виробництві для виготовлення малих і середніх кованок [1].

Штампування кованок на горизонтально-кувальних машинах

Особливістю ГКМ є використання в їх конструкціях кривошипно-шатунних механізмів і наявність двох площин рознімання штампа.

Перевагами ГКМ є висока продуктивність устаткування, можливість виготовлення кованок з отворами без перетинок, без штампувальних нахилів, висока придатність до механізації.


Недоліками є обмежена кількість їх форм, здебільшого - це тіла обертання та потреба у використанні як вихідних заготовок каліброваного прокату, а також підвищені витрати матеріалу за рахунок хвостовиків закріплень.

Штампування кованок на молотах

Штампування кованок виконують за допомогою підкладних і стаціонарно закріплених до бойків молота штампів за 3-5 ударів. Для штампування кованок використовують такі молоти: пневматичні, паровітряні, фрикційні, гвинтові, гідравлічні, безшаботні, з рухомою нижньою бабою тощо. Маса падаючих частин штампувальних молотів звичайно в 500-1000 разів більша від маси кованки та визначається залежно від потрібної потужності.

Штампування на молотах дає змогу регулювати зусилля ударів та їх частоту, деформування кованки в кожному окремому рівчаку за один чи декілька ударів та забезпечує (порівняно із штампуванням на пресах) кращі умови заповнення порожнини рівчаків штампів, що пояснюється великою швидкістю деформування.

Недоліками штампування на молотах є малий коефіцієнт корисної дії, низька продуктивність праці, складність механізації та автоматизації виготовлення кованок, швидше зношування штампів, недопустимість використання складання штампів, підвищені витрати металу, порівняно з іншими способами штампування, невисока точність форми та розмірів кованок.

Прокат

Прокат дозволяє з найменшими затратами виготовляти вироби, які повністю відтворюють передбачений конструктором поперечний переріз деталі або максимально наближаються до нього. Прокат для виготовлення заготовок використовують зазвичай у одиничному та дрібносерійному виробництві. Із даної марки сталі (сталь 45) виготовляють круглий прокат, трубний прокат та інші.

Проаналізувавши різні способи виготовлення заготовок можна зробити висновок, що для даного типу виробництва найбільш доцільним та економічним будуть такі способи виготовлення заготовки, як штампування на ГКМ та з прокату, оскільки перепади діаметрів поверхонь незначні. Контур деталі за своєю конфігурацією наближається до профілю прокату.


2 Розрахунок розмірів заготовки для двох способів її виготовлення


1. Клас точності Т вибирається в залежності від обладнання і типу виробництва:

штамповка на ГКМ – Т4.

2. Група сталі М призначається по заданому матеріалі деталі і легуючих елементів [1]:

штамповка на ГКМ – М2.

3. Ступінь складності призначається в залежності від співвідношення маси поковки, яка рахується попередньо, і маси найменшої простої геометричної фігури, яка описує деталь. Враховуючи те, що наша деталь має форму циліндра, у якості фігури, що описує нашу деталь, також вибираємо циліндр. При цьому всі габаритні розміри деталі збільшуємо на коефіцієнт К=1,1, відповідно D = 60,5 мм, L = 475,2 мм.

(1)

кг,

Gп = Gд Кр = 3,0611,5 = 4,592 кг,


де Кркоефіцієнт, що залежить від конфігурації деталі [1].

.

Враховуючи те, що значення коефіцієнта 0,63 > С > 0,32, тому призначаємо степінь складності С2 [1].

4. Оскільки деталь є простої конфігурації, без вигинів, то поверхня роз’єму буде плоскою П.

5. Вихідний індекс визначається в залежності від маси поковки (3,2 кг > Gп = 4,592 кг > 5,6 кг), марки сталі (сталь 40х), ступеня складності та класу точності поковки, необхідний для наступного призначення основних припусків, допусків та допустимих відхилень. [1].

штамповка на ГКМ – 13.


Таблиця 2 – Вихідні дані штампування на ГКМ

Вхідні дані

штамповка на ГКМ

Клас точності

Т4

Марка матеріалу

М2

Ступінь складності

С2

Індекс

13

Конфігурація поверхні роз’єму штампа

П


Розрахункові розміри, мм

Припуски:

Ø35k6

Ø45k6

Ø55h11

Ø40f9

M24

30

38+23

155

432

Основні

1,9

2,0

1,5

1,8

1,7

1,7

1,5

1,7

2,0

Додаткові:

на зміщення по поверхні роз’єму штампа

0,3

для врахування вигнутості і відхилення від площинності,

прямолінійності

0,8



Розміри заготовок, мм

39,9

50,1

59,1

Ø44,7

Ø28,5

29,2

62,1

157,8

435,1



Продовження таблиці 2

Допуски:

розмірів

зміщення по поверхні роз’єму штампа

0,7

по вигнутості від площин. і прямолін. радіусів заокруглень

1,6

величина замкнутого облою

0,9

висоти заусенцю

-


Вибір припусків

1. Основні припуски вибираються в залежності від розміру, шорсткості і індексу, причому якщо розмір пов’язує поверхні з різними шорсткостями то необхідно на ці поверхні призначити різні припуски [1].

2. Додаткові припуски призначаються для врахування знімання по площині роз’єму штампа і врахування вигнутості, відхилення від площинності і прямолінійності [1].

При розрахунку розмірів заготовки основні і додаткові припуски сумуються.

Для штамповки на ГКМ

Для розміру Ø35k6:

;

Для розміру Ø45k6:

;

Для розміру Ø55h11:

;

Для розміру Ø40f9:

;

Для розміру М24:

.

Для розміру 30:

.

Для розміру 38+23:

.

Для розміру 155:

.

Для розміру 432:

Вибір допусків

1. Допуски розмірів вибираються в залежності від розміру і індексу (Індекс=13)

2. Для конструювання штампу і призначення його допустимого зносу вибираються допуски зміщення, залишкового облою, заусенцю, відхилення від концентричності пробитого отвору, вигнутості, між осьової відстані, кутових елементів, радіусів закруглень [1]. Ці допуски вибираються в залежності від класу точності (Т4) і маси поковки (до 5,6 кг).

Вибір конструктивних елементів заготовки


Радіуси заокруглень

Радіуси закруглень призначаються для уникнення тріщин, зменшення залишкових напружень R = 2…3 мм, [2].

Нахили

Нахили призначаються для полегшення виймання заготовки з матриць і запобігання заклинювання пуансона при штампуванні.

штамповка на ГКМ – зовнішні – 20, внутрішні 30.


Положення лінії роз’єму

При штампуванні на ГКМ лінія роз’єму буде проходити перпендикулярно вісі вала ведучого через розмір 55h11 заготовки.


Призначення технічних вимог на заготовки


Технічні вимоги призначаються для кожного з альтернативних способів отримання заготовки [3].


  • ГКМ:

1. Клас точності – Т4, група сталі – М2, ступінь складності – С2.

2. Невказані штампувальні нахили 20, радіуси 3 мм.

3. Допустимі зміщення по площині роз’єму 0,3.

4. Невказані допуски радіусів заокруглень 1,0 мм.


  • Прокат:

Дану заготовку можна виготовити із круглого сортового прокату, так як контур деталі наближається за своєю конфігурацією до профілю прокату. В машинобудуванні приймають товарні заготовки, сортові і фасонні профілі загального призначення.

Габаритні розміри деталі: зовнішній діаметр Ø55 мм та довжина 432 мм, тому доцільніше приймати круглий прокат.

Для середньосерійного типу виробництва приймається відрізання прокату сортовими ножицями моделі Н1834.

Припуски на обробку поверхонь заготовки із прокату [5]:

1.Точити однократно 55 припуск 0,5 мм;

2.Підрізати торці по розміру 432 припуск 1,0 мм.

55 + 0,52 = 56 мм,

432 + 1,02 = 434 мм.

Тобто необхідно підібрати стандартний (за ГОСТ) круглий прокат, який би мав такі параметри: зовнішній діаметр – від 56 мм і більше; довжина заготовки не менше 434 мм.

Приймаємо сортовий прокат – Круг .

Вибираємо стандартний сортовий круглий прокат 56 мм та довжиною штучної заготовки 434 мм.



3 Оформлення ескізів двох варіантів заготовки

Рисунок 1.2 – Ескіз заготовки, що виготовлена ковкою на ГКМ


Рисунок 1.3 – Ескіз заготовки, що виготовлена з прокату


1.4 Розрахунок маси і коефіцієнта використання матеріалу заготовки для обох варіантів заготовки


Штамповка на ГКМ:

Площадь S = 58908.799406 мм2

Объем V = 561875.894465 мм3

Материал Сталь 40Х ГОСТ 4543-71

Плотность Ro = 0.007850 г/мм3

Масса M = 4410.725772 г

Коефіцієнт використання матеріалу заготовки:

=Gдет / Gзаг = 3,061 /4,41 = 0,694.


Прокат:

Площадь S = 81098.096760 мм2

Объем V = 1064456.429098 мм3

Материал Сталь 40Х ГОСТ 4543-71

Плотность Ro = 0.007850 г/мм3

Масса M = 8355.982968 г

Коефіцієнт використання матеріалу заготовки:


= Gдет /Gзаг = 3,061 /8,355 = 0,366.


Коефіцієнт використання матеріалу заготовки отриманої з прокату менше, ніж при використанні ковки на ГКМ, тобто більше металу піде у стружку.


4 Техніко-економічне порівняння 2-х варіантів одержання заготовки і вибір найбільш раціонального

Вартість штампованої заготовки

Вартість заготовки – це економічний показник, який впливає на собівартість виготовлення деталі. Для того, щоб надати перевагу якомусь способу штампування необхідно визначити вартість заготовок.

Вартість заготовки визначаємо за формулою:


, (3.3)ф


де Сшт – базова вартість 1т штамповки;

КТ – коефіцієнт, що враховує клас точності заготовок;

КМ – коефіцієнт, що враховує матеріал заготовки;

КС – коефіцієнт, що враховує групу складності заготовки;

КВ – коефіцієнт, що враховує масу заготовки, вибираємо згідно;

КП – коефіцієнт, що залежить від об'єму виробництва;

Свідхвартість 1 т. стружки, для сталі Свідх = 25.

Призначаємо коефіцієнти: КТ = 1, КМ = 1, КС =1,15, КВ = 0,87, КП = 1,0

Штампування на гвинтових пресах:

Сшт = 13730 1 1 1,15 0,87 = 13737.

Прокат:

Вартість заготовки із прокату визначається за формулою: