Экономическое обоснование способа получения заготовки

Рассмотрим выбранные методы получения заготовок для данной детали:

1.Прокат;

2.Поковка

Исходные данные для расчёта стоимости заготовки:

1.Прокат      

- цилиндрическая часть: Ø109мм,      

- длина – 60мм

Стоимость 1 тонны металла – 30000р.

Стоимость 1 тонны отходов (стружка стальная) – 4000р.

В таблице 4 приведена сравнительные показатели способа получения заготовки.

Таблица 4-Сравнительная таблица показателей способов получения заготовки:

Показатель

Вариант

Первый Второй
Вид заготовки Класс точности Группа сложности Масса заготовки, Q кг Базовая стоимость 1т заготовок Si, руб. Стоимость 1т стружки Sотх, руб. Прокат Т1 2 2.0 45000   3000 Поковка Т1 1 1.5 30000   2000

Стоимость заготовки из Проката.

Экономическое обоснование способа получения заготовки - №1 - открытая онлайн библиотека руб.                     (4)

где

Мпр- масса заготовки из проката, кг,

Мд– масса детали, кг;

Sпp- стоимость одной тонны проката, руб.;

Scтx- стоимость одной тонны отходов, руб.;

Экономическое обоснование способа получения заготовки - №2 - открытая онлайн библиотека  руб.

Коэффициент использования материала:

                                          Ким=Мд/Мз,                                                  (5)

Ким=1.05/2.5=0,42

Второй вариант.

Стоимость заготовки из поковки:

Sзаг= (Si/1000·Q·kт·kс·kв·kм·kп) –(Q–q) Sотх/1000         (6)

где

kт=1 − коэффициент, зависящий от класса точности 97,5

kс=0,77 − коэффициент, зависящий от группы сложности

kв=1 - коэффициент, зависящий от массы и материала

kм=1,13 –коэффициент, зависящий от марки материала

kп=1− коэффициент, учитывающий объем производства

Q – масса заготовки

q − масса готовой детали

Sзаг=(30000/1000·1.5·1·0,77·1·1,13·1)-(1.5-1.05)·2000/1000=38.3руб.

Коэффициент использования материала       

                                          Ким=Мд/Мз,                                             (7)

Ким=1.05/1.5=0,70

Вывод: На основании выше произведенных расчетов можно выбрать заготовку в виде поковки, следовательно, принимаем способ получения заготовки методом Поковки в поковочных машинах.


Характеристика марки материала.

Марка: 45 (заменители 40Х, 50, 50Г2)

Класс: Сталь конструкционная углеродистая качественная

Вид поставки: оковки и кованые заготовки ГОСТ 8479-70, ГОСТ 1133-71.

Химический состав стали 45 представлен в таблице 5, а также механические свойства в таблице 6.

Использование в промышленности: вал-шестерни, коленчатые и распределительные валы, шестерни, шпиндели, бандажи, цилиндры, кулачки и другие нормализованные, улучшаемые и подвергаемые поверхностной термообработке детали, от которых требуется повышенная прочность.

Таблица 4 - Химический состав в % стали 45

C Si Mn Ni S P Cr Cu As Fe
0,42 – 0,5 0,17 – 0,37 0,5 – 0,8 до 0,25 до 0,04 до 0,035 до 0,25 до 0,25 до 0,08 ~97

Таблица 5 - Механические свойства стали 45

ГОСТ Состояние поставки, режим термообработки Сечение, мм σв(МПа) δ5 (%) ψ %

1050-88

Сталь горячекатаная, кованая, калиброванная и серебрянка 2-й категории после нормализации 25 600 16 40
Сталь, калиброванная 5-й категории после нагартовки Образцы 640 6 30
10702-78 Сталь калиброванная и калиброванная со специальной отделкой после отпуска или отжига - до 590   40
1577-93 Листы нормализованный и горячекатаные Полосы нормализованные или горячекатаные 80 6-25 590 600 18 16 40
16523-97 Лист горячекатаный Лист холоднокатаный до 2 2-3,9 до 2 2-3,9 550-690 550-690 14 15 15 16 -

Удельный вес: 7826 кг/м3

Термообработка: Состояние поставки

Твердость материала: HB = 170 МПа

Температура критических точек: Ac1 = 730 , Ac3(Acm) = 755 , Ar3(Arcm) = 690 , Ar1 = 780 , Mn = 350

Свариваемость материала: трудносвариваемая. Способы сварки: РДС и КТС. Необходим подогрев и последующая термообработка.

Температура ковки, °С: начала 1250, конца 700. Сечения до 400 мм охлаждаются на воздухе.

Обрабатываемость резанием: в горячекатаном состоянии при HB 170-179 и σв=640 МПа, К υ тв. спл=1 и Кυб.ст=1

Расчет припусков.

Последовательность расчета промежуточных припусков

и операционных размеров при обработке наружных поверхностей

1. Согласно разработанного технологического процесса записывается порядок (последовательность) обработки поверхности, для которой определяется припуск.

Экономическое обоснование способа получения заготовки - №3 - открытая онлайн библиотека Экономическое обоснование способа получения заготовки - №4 - открытая онлайн библиотека Экономическое обоснование способа получения заготовки - №5 - открытая онлайн библиотека    (8)
Экономическое обоснование способа получения заготовки - №6 - открытая онлайн библиотека

Экономическое обоснование способа получения заготовки - №7 - открытая онлайн библиотека

2. Определяется минимальный припуск для конечной операции.

Для этого:                

записываются значения: RZi-1, Ti-1, ri-1, eI;

по формуле Экономическое обоснование способа получения заготовки - №8 - открытая онлайн библиотека                  (9)

определяется 2Zmini.

Экономическое обоснование способа получения заготовки - №9 - открытая онлайн библиотека =1500 мкм

Экономическое обоснование способа получения заготовки - №10 - открытая онлайн библиотека =742 мкм

Экономическое обоснование способа получения заготовки - №11 - открытая онлайн библиотека =134мкм

3. Определяется наименьший размер заготовки под конечную операцию  

Dmin. Для этого:

а) по чертежу детали устанавливается наименьший предельный размер: D¢min;

б) устанавливается точность обработки, получаемая на данной операции (переходе), т.е. допуск на размер di;

в) рассчитывается Dmin по формуле:

Экономическое обоснование способа получения заготовки - №12 - открытая онлайн библиотека                                          (10)

Экономическое обоснование способа получения заготовки - №13 - открытая онлайн библиотека =29.987+0.134=30.121 мм

Экономическое обоснование способа получения заготовки - №13 - открытая онлайн библиотека =30.121+0.742=30.863 мм

Экономическое обоснование способа получения заготовки - №13 - открытая онлайн библиотека =30.863+1.5=32.363 мм

4. Определяется наибольший размер заготовки под конечную операцию Dmах. Для этого:

а) устанавливается точность обработки на предшествующей операции (переходе), т.е. допуск на размер предшествующей операции (переходе) di-1;

б) определяется Dmах по формуле:

Dm ах = Dmin+ d i-1 .                                               (11)

Dmах = 29.99+21= 30.2 мм

Dmах = 30.12+100=30.22 мм

Dmах = 30.86+620=31.48 мм

Dm ах = 32.36+1600=33.96мм

5. Определяется максимальный припуск для выполнения конечной операции:

                                                      Экономическое обоснование способа получения заготовки - №16 - открытая онлайн библиотека .                                              (12)

Экономическое обоснование способа получения заготовки - №17 - открытая онлайн библиотека 33.96-31.48=2480 мкм

Экономическое обоснование способа получения заготовки - №18 - открытая онлайн библиотека 31.48-30.22=1260 мкм

Экономическое обоснование способа получения заготовки - №17 - открытая онлайн библиотека 30.22-30.2=200 мкм

6. Определяется операционный размер:

                               Экономическое обоснование способа получения заготовки - №20 - открытая онлайн библиотека                                          (13)

Экономическое обоснование способа получения заготовки - №21 - открытая онлайн библиотека  мкм

Экономическое обоснование способа получения заготовки - №22 - открытая онлайн библиотека  мкм

Экономическое обоснование способа получения заготовки - №23 - открытая онлайн библиотека мкм

Операционный размер округляется путем увеличения до того же знака десятичной дроби, какой имеет допуск di-1. Аналогично, выполняя последовательно все пункты 2 – 6, определяются припуски и операционные размеры на все остальные операции (переходы). На рисунке 4 показана схема припусков. В таблице 7 приведены результаты расчётов.

Экономическое обоснование способа получения заготовки - №24 - открытая онлайн библиотека

Экономическое обоснование способа получения заготовки - №25 - открытая онлайн библиотека

Таблица 7 - Результаты расчета припусков.

Технологический

переход

Элементы

припуска, мкм.

Расчет. припуск,

Экономическое обоснование способа получения заготовки - №26 - открытая онлайн библиотека , мкм

Расчет. размер, dр, мм

До-пуск

d, мкм.

Предельные размеры, мм.

Предельные значения припусков, мкм.

RZ + Т r ε dmin   dmax   Экономическое обоснование способа получения заготовки - №27 - открытая онлайн библиотека Экономическое обоснование способа получения заготовки - №28 - открытая онлайн библиотека
Заготовка     (поковка)h16 360 390 - - 32.363 1600 32.36 33.96 - -
Точение черновое h14 200 23.4 170 1500 30.863 620 30.86 31.48 1500 2480
Точение чистовое h10 50 15.6 6.8 742 30.121 100 30.12 30.22 740 1260
Шлифование  h7 10 - - 134 29.987 21 29.99 30.2 130 200

Итого:

2370 3940