Для детали данного типа, средней сложности, среднесерийного
производства в качестве метода получения заготовки целесообразно принять
штамповку или прокат. Для окончательного выбора метода получения заготовки
выполним сравнительный экономический анализ. В основу анализа положим сравнение
стоимостей заготовок, полученных штамповкой и прокатом (Ст1 и Ст2
соответственно), а также сравнение коэффициентов использования материала
(КМ1 и КМ2 соответственно для штамповки и проката). Рассмотрим
получение заготовки штамповкой на кривошипных горячештамповочных прессах.
1) По таблице 3.1 3 [8] выбираем:
а) Оборудование - пресс с выталкивателем;
б) Штамповочные уклоны: 7°;
в) Радиусы закруглений r = 3мм.
2) По таблице 3.4 [8] назначаем допуски и припуски на
обработку на сторону и сводим их в таблицу 3.1
Таблица 3.1
Допуски и припуски на механическую обработку
Размеры, мм
Допуски, мм
Припуски, мм
Расчет размеров заготовки, мм
Окончательные размеры, мм
151
+2,4
1,2
2,5
151+ (2.2,5) =156
55
+2,1
1,1
2,4
55+ (2.2,4) =59,8
102
+2,1
1,1
2,4
102+ (2.2,4) =106,8
37
+1,9
1,0
2,3
37+2,3+2,4=41,7
Продолжение табл.3.1
Размеры, мм
Допуски, мм
Припуски, мм
Расчет размеров заготовки, мм
Окончательные размеры, мм
44
+1,9
1,0
2,3
44+2,3+2,4=48,7
84
+2,1
1,1
2,4
84+2,4+2,4=88,8
Æ130
+2,4
1,2
2,5
Æ130+ (2.2,5) = Æ135
Æ
3) Рассчитаем площадь поковки в плане [8]:
, мм2
4) Определяем толщину мостика для облоя [8]:
, мм
Коэффициент Со принимаем равным 0,016.
5) По таблице 3.2.2 выбираем остальные размеры облойной
канавки [1]:
а) Усилие пресса - 10МН;
б) ho = 1,6 мм;
в) l = 4 мм;
г) h = 6 мм;
д) R1 = 15 мм.
6) Рассчитать объем заготовки [1]:
Vзаг. = Vп
+ Vу + Vо,
мм3 (3.1)
где
а) объем поковки:
, мм3
б) объем угара Vу
принимаем равным 0,7% от Vп;
в) объем облоя:
Vо = ξ. FМ. (Рп + ξ. π. l), мм3 (3.2)
где ξ=2 - коэффициент, учитывающий изменение
фактической площади сечения получаемого облоя по сравнению с площадью сечения
мостика;
FM =
l. ho= 4.1,6 = 6,4
мм2 - площадь поперечного сечения мостика;
где γ - плотность материала, г/см3. Для
стали: γ=7,85 г/см3;
Vз - объем заготовки, мм3.
8) Определим коэффициент использования материала:
где m -
масса детали, кг; M - масса
заготовки, кг.
Рассмотрим получение заготовки прокатом.
Заготовка, полученная прокатом, представляет собой пруток.
1) Назначаем допуски и припуски на обработку на сторону и
сводим их в таблицу 3.2
Таблица 3.2. Допуски и припуски на механическую обработку
Размеры,
мм
Допуски,
мм
Припуски,
мм
Расчет размеров заготовки, мм
Окончательные размеры, мм
151
+2,4
1,2
2,5
151+ (2.2,5) =156
102
+2,1
1,1
2,4
102+ (2.2,4) =106,8
Æ
2) Объем заготовки.
мм3,
где D -
диаметр заготовки, полученной прокатом, мм;
l - длина
заготовки, полученной прокатом, мм.
3) Рассчитаем массу заготовки.
кг
4) Определим коэффициент использования материала:
Для окончательного выбора метода получения заготовки,
следует провести сравнительный анализ по технологической себестоимости.
Расчет технологической себестоимости заготовки получаемую по
первому или второму методу проведем по следующей формуле [1]:
Ст=Сзаг. М + Cмех.
(М-m) - Сотх. (M-m), руб. (3.3)
где М - масса заготовки, кг;
m - масса
детали, кг;
Сзаг - стоимость одного килограмма заготовок, руб.
/кг;
Cмех. - стоимость
механической обработки, руб. /кг;
Сотх - стоимость одного килограмма отходов, руб. /кг.
Стоимость заготовки, полученной таким методом, как штамповка
на кривошипных горячештамповочных прессах, с достаточной для стадии
проектирования точностью можно определить по формуле [1]:
Сзаг=Сшт. hT.
hC. hB. hM. hП, руб. /кг,
(3.4)
где Сшт - базовая стоимость одного килограмма
штампованных заготовок, руб. /кг;
hT -
коэффициент, учитывающий точность заготовки;
hC -
коэффициент, учитывающий сложность заготовки;
hB -
коэффициент, учитывающий массу заготовки;
hM -
коэффициент, учитывающий материал заготовки;
hП - коэффициент,
учитывающий группу серийности.
Таким образом:
hT =1,05 - 1-ый класс
точности;
hC =0,88 - 2-ая группа
сложности получения заготовки;
hB =0,89- так как масса
заготовки находится в пределах 4,0…10,0 кг;
hM =1,27;
hП =1;
Базовая стоимость одного килограмма штамповок составляет:
Сшт = 0,315 руб. /кг
Сзаг. = 0,315.1,05.0,88.0,89.1,27.1
= 0,329 руб. /кг
Определяем стоимость механической обработки по формуле:
Смех. = Сс + Ен. Ск,
руб. /кг (3.5)
где Сс = 0,356 - текущие затраты на один
килограмм стружки, руб. /кг [1] ; Ск = 1,035- капитальные затраты на
один килограмм стружки, руб. /кг [1];Ен = 0,15 - нормативный
коэффициент эффективности капитальных вложений выбираем из предела (0,1…0,2) [1].
Смех. = 0,356 + 0,15.1,035 = 0,511 руб. /кг
Стоимость одного килограмма отходов принимаем равной Сотх.
= 0,0298 руб. /кг.
Определяем общую стоимость заготовки, получаемую штамповкой:
Стоимость заготовки, полученной прокатом, определим по
следующей формуле [1]:
, (3.6)
где Спр - цена одного кг материала заготовки, руб.;
hФ - коэффициент, учитывающий форму заказа
металлопроката. Т.о.: hФ=1,0 - для проката
нормальной длины; Спр=0,255 руб. /кг
руб. /кг
Определяем общую стоимость заготовки, получаемую прокатом:
Таким образом, по технологической себестоимости наиболее экономичным
является вариант изготовления детали из заготовки, полученной штамповкой. Ожидаемая
годовая экономия:
Эгод. = (СТ2 - СТ1). N, руб. (3.7)
где N -
годовая программа выпуска деталей, шт.;
Эгод. = (6,51- 2,43).5000 = 20400 руб.
На основании сопоставления технологических себестоимостей по
рассматриваемым вариантам делаем вывод о том, что для дальнейшей разработки
следует выбрать метод получения заготовки штамповкой. В этом случае годовая
экономия составит 20400 рублей.
Методы обработки поверхностей детали "Кулачок
02-7016-7704" и их последовательность в зависимости от квалитета точности
и шероховатости поверхностей определяем по табл.2.1., выбирая соответствующие
позиции из чертежа детали. Результаты заносим в таблицу 3.3