На кузнечно-прессовом оборудовании (ГОСТ 7505-89)

Таблица 3.4. Допуски на штамповочные поковки нормальной точности (по ГОСТ 7505-89)

Допуск на внутренние размеры поковок должны устанавливаться с обратными знаками, например, если для наружной поверхности диаметром 80 мм установлен допуск , то для внутреннего диаметра 80 мм допуск будет равен .

Допускаемые отклонения на размеры назначают по ГОСТ 1855—85 для отливок из серого чугуна и по ГОСТ 2009—95 для стальных фасонных отливок (табл.3.5.).

Таблица 3.5. Допускаемые отклонения (±) на размеры чугунных и стальных отливок (по ГОСТ1855-85 и ГОСТ2009-95)

Допуск на размеры заготовок, изготовляемых горячей объемной штамповкой на различных видах кузнечно-прессового оборудования, определяют по ГОСТ 7505—89." Допуски, припуски и кузнечные напуски" (табл.3.3 и 3.4).

К кузнечным напускам относятся штамповочные уклоны, внутренние радиусы скруглений, перемычки отверстий заготовки и другие дополняющие припуски. Величину штамповочных уклонов определяют по ГОСТ 7505—89 (табл. 3.6).

Таблица 3.6. Штамповочные уклоны для заготовок

Допускаемые отклонения от соосности прошиваемых в поковках отверстий к наружным поверхностям определяют по табличным нормативам и не зависят от других допусков, а являются дополнением к ним (табл. 3.7.).

Таблица 3.7.. Допускаемые отклонения от соосности поверхностей, мм

Допускаемые отклонения от плоскостности, вогнутости прямолинейности (для плоских поверхностей), радиальному биению (для цилиндрических поверхностей) определяют по табличным нормативам (табл. 3.8).

Таблица 3.8.. Допускаемые отклонения от плоскостности, вогнутости, прямолинейности и радиальному биению

Допускаемые отклонения на межцентровые расстояния в поковках определяют по таблице3.9 и рисунку 5.

Рисунок 5

Таблица 3.9. Допускаемы отклонения (±) на межцентровые расстояния, мм

Предельные отклонения на угловые элементы поковок определяют по таблице 3.10 и рисунку 6.

Рисунок 6

Таблица 3.10. Отклонения на угловые размеры поковок

Отклонения на радиусы скруглений поковок определяют по таблице 3.11.и рисунку 6.

Таблица 3.11. Отклонения на радиусы скруглений, мм

Выполнение сквозных отверстий и углублений в горячих объемных штамповках, изготавливаемых на прессах и молотах, обязательно, если оси отверстий или углублений совпадают с направлением движения ползуна пресса или бабы молота. Диаметр углублений или отверстий должен быть больше или равен высоте поковок, но не менее 30 мм.

При изготовлении сквозных отверстий и углублений на горизонтально-ковочных машинах является обязательным, чтобы оси данных элементов совпадали с направлением движения высадочного ползуна, а диаметры или размеры прошиваемых отверстий и углублений были бы не менее 30 мм, глубина не должна превышать трех диаметров данного отверстия. Обычно глубина отверстий в штамповочных поковках составляет не более 0,8 их диаметра.

По принятым размерам, допускам, штамповочным уклонам, радиусам скруглений и другим параметрам разрабатывается эскиз заготовки, который является исходным для технико-экономических расчетов.

Порядок расчета технико-экономических показателей следующий.

Определяем массу заготовки

Gз=γ Vз, (3.6.)

где γ— плотность материала, кг/см³;

V₃ ~ объем заготовки, см³.

Объем заготовки определяется по плюсовым отклонениям..

Обычно сложную фигуру заготовки условно разбивают на элементарные части (цилиндры, конусы, пирамиды и т.д.) и определяют объемы этих элементарных частей. Сумма элементарных объемов составит общий объем заготовки. Принимая во внимание все потери материала (угар, облой, некратность, на отрезку и т.д.), в зависимости от метода получения заготовки определяют норму расхода материала на проектируемую деталь.

Потери материала на деталь, изготавливаемую из проката, состоят из некратности длины проката, торцовой обрезки, прорезки и удаляемых опорных концов.

Длина торцового обрезка зависит от размеров сечения проката и при резке ножницами обычно составляет 1_{о. т} = (0,3-0,5) а, где а — сторона квадрата (диаметр круга).

Прорезка определяется в зависимости от толщины дисковой пилы или ширины резца. Ширина прореза сегментной дисковой пилы диаметром 660 мм — 6 мм, а диаметром 710 мм — 6,5 мм.

Ширина режущей части резца при разрезке проката на станках токарного типа зависит от диаметра заготовки:

Диаметр заготовки, мм ... 40—60 60—80 80—100 100—150

Ширина режущей части

резца, мм 3—5 4—5; 5 - 6; 6 - 7

Некратность длины проката определяется исходя из выбранной длины проката и заготовки с учетом потерь от выбранного метода заготовительного раскроя.

При расчете некратности длины проката необходимо стремиться к нулю или минимальным величинам. Средневероятная расчетная длина некратности при раскрое немерного проката составляет примерно половину длины заготовки.

Некратность в зависимости от принятой длины проката

L_нк=L_пр-x(L_з+l_р) , ( 3.7.)

где L_пр— длина выбранного проката, мм; х — число заготовок, изготавливаемых из принятой длины проката, шт; L₃ — длина заготовки, мм; l_р — ширина реза, мм.

Число заготовок, изготавливаемых из принятой длины проката

x= , (3.8.)

где lо.т. – длина торцового обрезка проката, мм; lзаж – минимальная длина опорного (зажимного) конца,мм.

Минимальная длина опорного конца зависит от конструкции технологического оборудования и зажимных элементов npиспособления для данного станка. Она должна быть достаточна для создания надежного контакта при уравновешивании oпрокидывающего момента (обычно не менее 10—20 мм); ее выбирают в каждом отдельном конкретном случае.

Общие потери материала (%) при изготовлении деталей из проката

Пп.о.=Пнк+Пот+Пзаж+Потр, (3.9.)

где Пнк — потери материала на некратность, %;

Пнк=(Lнк*100) / Lпр , (3.10.)

Пот — потери на торцовую обрезку проката, %

Пот=(lо.т.*100) / Lпр , (3.11.)

П_заж — потери при выбранной длине зажима, %

П_заж= (lзаж*100) /Lпр, (3.12.)

Потр - потери на отрезку заготовки, %

Потр= (1р. *100)/Lпр. (3.13.)

Основным показателем, характеризующим экономичность выбранного метода изготовления заготовок, является коэффициент использования материала, выражающий отношение массы детали к массе заготовки.

Коэффициент использования, материала с учетом технологических потерь

Ким=G_д/G_заг , (3.14.)

где G_д — масса детали по рабочему чертежу, кг;

G_3аг — расход материала на одну деталь с учетом технологических потерь, кг.

В курсовом проекте потери на механическую обработку можно принимать условно для отливок чугунных, стальных, бронзовых 15—20 %; при свободной ковке 15—40 %, объемной горячей штамповке 10%, из проката (стали) 15 %.

Для рационального расходования материала необходимо повышать коэффициент его использования, он должен быть не ниже 0,75.

Расход материала на заготовку с учетом технологически потерь

G_зп=G₃(100 + П_ПО)/100. (3.15.)

Годовая экономия материала от выбранного метода получения заготовки с учетом технологических потерь

Эм=(G ¹_зп- G²_з.п)N , (3.16.)

где G ¹_зп - расход материала на одну деталь при первом методе получения заготовки, кг;

G²_з.п —расход материала на одну деталь при втором методе получения заготовки, кг;

N – годовой объем выпуска деталей, шт.

Технико-экономический расчет себестоимости определяется в зависимости от выбранных методов изготовления заготовки.

Стоимость заготовки из проката, штамповки и литья определяют по расходу материала, массе стружки на деталь, стоимости материала и его технологическим отходам.

Стоимость заготовки

Сзп=Cм*Gзп – (Gзп-Gд)С_отх , (3.17.)

где Cм – цена 1 кг материала заготовки, руб;

Сотх – цена 1кг отходов материала, руб.

Экономический эффект выбранного вида изготовления заготовки в денежном выражении составит:

Э=(С¹_зп – С²_зп)*N, (3.18.)

где С¹_зп - стоимость заготовки, полученная при первом методе, руб;

С²_зп - стоимость заготовки, полученная при втором методе, руб;

N – годовой объем выпуска деталей, шт.

При изготовлении заготовок, подвергающихся нагреву (штамповок, поковок), допускается увеличение припуска на сторону обрабатываемой поверхности:

Масса поковки, кг до 2,5 2,5 – 6 св.6

Увеличение припуска, мм ... 0,5 0,8 1

В зависимости от технических требований к точности размеров, условий и характеру производства (массовое или серийное) заготовки, полученные методом горячей объемной штамповки, подразделяются на повышенную точность (класс I) и нормальную точность (класс II). Для различных размеров одной и той же заготовки допускается применять различные классы точности.

Классы точности необходимо указывать в технических требованиях рабочего чертежа заготовки.

Категория поковок характеризуется группой стали, условно обозначаемой Ml и М2. К группе Ml относятся углеродистые и легированные стали с содержанием углерода до 0,45 % и легирующих элементов до 2,0 %. К группе М2 относятся легированные стали, кроме указанных в группе Ml.

Заготовки, изготовляемые горячей объемной штамповкой на различных видах кузнечно-прессового оборудования, подразделяются на четыре степени сложности: С1, С2, СЗ и С4.

Степень сложности — отношение массы (объема) штамповки к массе (объему) фигуры, в которую вписывается штамповка. Степень сложности принимаем по ГОСТ 7505—89

Степень сложности штампованных заготовок

С=Gп/ Gф или Vп/Vф , (3.19)

где G_n — масса поковки, кг; Gф-масса фигуры, кг; V_n — объем поковки, см³; Vф — объем фигуры, см³.

Степени сложности характеризуются следующими величинами:

С1 — Св. 0,63 до 1,00; СЗ - Св. 0,16 до 0,32

С2 – св.0,32 до 0,63; С4 - До 0,16.

Выполнение и оформление рабочего чертежа штампованной заготовки типа фланца показано на рисунке 7.

1. НВ 241…245

2. Степень сложности поковки С3

3.Группа стали М1

4. Точность изготовления 1 класс.

5. Радиусы закруглений углов R5мм

6. Штамповочные уклоны наружных поверхностей 5º, отверстия - 2º

7. Допуск соосности поверхностей А,Б, и В относительно базовой оси заготовки 0,8мм

Рисунок 7 Рабочий чертеж заготовки фланца

Пример.

Произвести технико-экономический расчет двух вариантов изготовления заготовки: методом горячей объемной штамповки и из проката. Годовой объем выпуска деталей – 180000шт. Материал детали - сталь 45 ГОСТ 1050-88. Масса детали – 10,8кг. Чертеж детали на рисунке 8

1. HRCэ 41…45

2. Неуказанная шероховатость поверхностей Ra=12,5мкм

Рисунок 8

Устанавливаем тип производства по таблице 3.2. Согласно годовой программе тип производства – массовый.

Вариант 1. Заготовка из проката.

Согласно точности и шероховатости поверхностей обрабатываемой детали определяем промежуточные припуски по таблицам .За основу расчета промежуточных припусков принимаем наружный диаметр детали 80f7мм.

Устанавливаем предварительный маршрут обработки поверхности детали диаметром 80f7по таблице 4 [15] :

Операция 005 Токарная

1. Черновое точение

2. чистовое точение

Операция 020 Шлифовальная

Промежуточные припуски на токарную и шлифовальную операции выбираем по таблице 3.12., припуски на подрезание торцовых поверхностей по таблице 3.13.

По формуле (3.4) определяем расчетный размер заготовки из проката:

D_р.з = 80+4,5+2+0,5=87мм

По расчетным данным заготовки выбираем необходимый размер горячекатаного проката обычной точности по ГОСТ 2590-71 (таблица 3.14):

Круг

Таблица 3.12 Промежуточные припуски на обработку наружных цилиндрических поверхностей

Размеры, мм

Таблица 3.13 Припуски на чистовое подрезание торцов и уступов. Размеры в мм

Таблица 3.14 Горячекатаный прокат по ГОСТ 2590-71. Размеры в мм

Номинальная длина проката стали обыкновенного качества при диаметре 53-110 мм – 4-7м. Отклонения для диаметра 90 мм равны по таблице3.14

Припуск на подрезку торцовых поверхностей заготовки по таблице 3.13. равен 2,4мм.

Общая длина заготовки

L=300+2,4=302,4мм

Предельные отклонения на длину заготовки выбираем по таблицам ЕСДП по 17 квалитету.

Исходя из предельных отклонений , общую длину заготовки округляем до целых единиц. Принимаем длину заготовки 305 м

Объем заготовки определяем по плюсовым отклонениям по формуле:

V= , (3.20)

где D – диаметр заготовки, L – длина заготовки , мм.

Vз = см³

Массу заготовки определяем по формуле (3.6.)

Gз=0,00785*1960,95=15,4кг

Выбираем оптимальную длину проката.

Потери на зажим заготовки lзаж принимаем 80мм. Заготовку отрезают на ножницах, т.к. это самый дешевый и производительный метод.

Длину торцового обрезка проката принимаем равным :

l_об=(0,3-0,5)d= 0,3*90=27мм

Число заготовок, исходя из принятой длины проката по стандартам, определяется по формуле (3.8).

Из проката длиною 4 м

X₄= шт

Получаем 12 заготовок из данной длины проката.

Из проката длиною 7 м

X₇= шт

Принимаем 22 заготовки из данной длины проката.

Остаток длины (некратность) определяется в зависимости от принятой длины проката по формуле (3.7.):

из проката длиною 4 м

L_нк4=4000-27-80-(305*12)=233мм

Или по формуле (3.10.)

П_нк4 = (233* 100)/4000= 5,83%;

из проката длиною 7 м

Lнк₇ =7000- 27 - 80 - (306* 22) = 183 мм

или

Пн_К7 = (183* 100)/7000= 2,61%

Из расчетов на некратность следует, что прокат длиною 7 м для изготовления заготовок более экономичен, чем прокат длиною 4 м.

Потери материала на зажим при отрезке по отношению к длине проката определяем по формуле (3.12.)

Пзаж= (80*100)/ 7000= 1,1%

Потери материала на длину торцевого обрезка проката в процентном отношении к длине проката по формуле (3.11.) составят:

Поб= (27*100)/ 7000=0,38%

Общие потери (%) к длине выбранного проката по формуле (3.9.)

П=2,61+0,38+1,1=4,09%

Расход материала на одну деталь с учетом всех технологических неизбежных потерь определяем по формуле (3.15):

G_3n= 15,4(100 + 4,09) /100= 16,03 кг

Коэффициент использования материала определяем по формуле (3.14.)

Ки.м =10,8/16,03 = 0,67

Стоимость заготовки из проката определяем по формуле (3.17.)

Сз.п.= 0,133*16,03-(16,03-10,8)0,0339=1,95руб

Стоимость заготовки из проката с учетом коэффициента инфляции:

Сп=С_з.п.*k (3.21.)

где k - коэффициент инфляции на материал заготовки.

С_п= 1.95*100=195 руб

Вариант 2. Заготовка изготовлена методом горячей объемной штамповки на горизонтально-ковочной машине (ГКМ).

Степень сложности С1. Точность изготовления поковки — класс I. Группа стали — Ml.

Припуски на номинальные размеры детали назначают по таблице 3.3. Припуски на обработку заготовок, изготавливаемых горячей объемной штамповкой, зависят от массы, класса точности, группы стали, степени сложности и шероховатости заготовки.

На основании принятых припусков на размеры детали определяем расчетные размеры заготовки по формуле (3.4.):

D_р80 = 80 + 4,8 = 84,8 мм;

D_р70= 70 + 5,4 = 75,4 мм;

L_р250= 250 + 4,4 = 254,4 мм;

L_р200= 200 + 2,2 - 202,2 мм;

L_р50= 50 + 1,9 = 51,9 мм.

Предельные отклонения на размеры заготовки определяем по ГОСТ 7505—89 или таблице 3.4.:

Ǿ84,8 ; Ǿ75,4 ; 254,4 ; 202,2 ; 51,9

Разрабатываем эскиз на штампованную заготовку по второму варианту с техническими требованиями на изготовление (рис. 9).

1.НВ 241 ... 245

2.Степень сложности заготовки С1

3.Группа стали Ml

4.Точность изготовления I класс

5.Радиусы закруглений внешних углов R= 4 мм

6.Штамповочные уклоны 5°

7.Допуск соосности поверхностей А, Б и В относительно базовой оси заготовки 1,6 мм

Рисунок 9 Рабочий чертеж заготовки

Рисунок 10. Элементы заготовки для определения объема

Для определения объема штампованной заготовки рекомендуется условно разбивать фигуру заготовки на простые элементы и проставить на них размеры с учетом плюсовых допусков (Рисунок 10).Определим объем отдельных элементов заготовки: V₁, V_2, V₃. Фигура заготовки состоит из двух одинаковых объемов: V₁ и V₃.

2V₁=2( )=489,16см³

V₂= =1182,07см³

Общий объем заготовки:

V₀=2V₁+V₂=489.16+1182.07=1671.23см³

Масса штампованной заготовки определяется по формуле (3.6.)

G_з.ш.=0,00785*1671,23=13,12кг

Принимаем неизбежные технологические потери (угар, облой и т.д.) при горячей объемной штамповке равными 10% и определяем массу заготовки с учетом потерь по формуле (3.15.):

G_ш=13,12(100+10)/100=14,43кг

Коэффициент использования материала на одну штамповку определим по формуле (3.14.)

К_и.м.=10,8/14,43=0,75

Стоимость штампованной заготовки по формуле (3.17.)

С_ш=(0,232*14,43)-(14,43-10,8)0,0339=3,23руб

С учетом инфляции (3.21.)

С_ш= 3,23*100=323руб

Годовая экономия материала в зависимости от варианта изготовления заготовки определяется по формуле (3.16.)

Э_м= (16,03-14,43)180000=288000кг

Экономический эффект по стоимости заготовки определим по формуле (3.18.)

Э= (323-195)180000= 23040000руб

Технико-экономические расчеты показывают, что заготовка, полученная методом горячей объемной штамповки, более экономична по использованию материала, чем заготовка из проката, однако по себестоимости штамповка дороже, поэтому принимаем заготовку из горячекатаного круглого проката обычной точности.

Поиск по сайту: