Как сделать расчет заготовки

Добавил пользователь Alex
Обновлено: 04.10.2024

Друзья, я всех приветствую на своем канале. Сегодня решил с вами поделиться своим опытом в одном вопросе,с которым я думаю сталкиваются все. Особенно начинающие вообще не имеют представления, как выбрать заготовку нужного размера для изготовления нужного размера кованого элемента. Что касается измерения заготовки элемента, когда есть рисунок элемента в полный его размер, то там немного всё проще. В помощь идут курвиметр или можно воспользоваться ниткой, а вот мы сегодня затронем тему станочного изготовления.

А тут мне кажется тоже ничего сложного. Главное воспользоваться нужной технологией😉, о которой и расскажу. До этого метода додумался сам, поэтому с радостью поделюсь и с вами. Погнали. Надо сделать шаблоны под каждое лекало с которыми вы работаете, предварительно нанести разметку. Я делал метки через каждые 10см.

Когда у нас имеются эти шаблоны, мы сопоставляем 2 шаблона так, чтобы получился требуемый нам вензель

При проектировании технологического процесса механической обработки необходимо установить оптимальные припуски, которые бы обеспечивали заданную точность и качество обрабатываемых поверхностей.

Припуски могут быть операционными и промежуточными.

Операционный припуск — это припуск, удаляемый при выполнении одной технологической операции.

Припуск, удаляемый при выполнении одного технологического перехода, называют промежуточным.

Установление оптимальных припусков играет важную роль при разработке технологических процессов изготовления деталей. Увеличение припусков приводит к повышенному расходу материала и энергии, введению дополнительных технологических переходов, а иногда и операций. Все это увеличивает трудоёмкость и повышает себестоимость изготовления деталей, а значит и уменьшает конкурентоспособность всего изделия в целом.

Необоснованно уменьшенные припуски не дают возможность удалить дефектные слои материала и достичь заданной точности и шероховатости обрабатываемых поверхностей, что может привести к появлению брака.

При выборе метода получения заготовки решающими факторами являются форма детали, масса, материал, объем выпуска деталей, назначение и конструкция детали, технические требования. Окончательное решение о выборе метода принимается на основе технико-экономических расчетов [1, 2, 3, 4].

При выполнении экономических расчетов в данном разделе стоимость материалов, оборудования и тарифные ставки рабочих желательно принимать такими, какими они установлены на предприятиях.

Для выбора метода получения заготовки сравниваются затраты на ее изготовление Si несколькими способами (для дипломного и курсового проектов сравнение проводят для двух-трех вариантов), которые выбирают на этапе анализа возможных методов получения заготовки для конкретной детали.

Стоимость заготовок из проката рассчитывается по формуле

,(1)

где М — затраты на материал заготовки, руб.;

С_о.з. — технологическая себестоимость правки, калибрования, разрезки, руб. [15, 19].

Затраты на материалы и технологическая себестоимость рассчитывается по формулам (2) и (3) [1, 2, 3, 4]:

,(2)

где Q — масса заготовки (рассчитывается через объем и плотность материала заготовки; размеры выбираются по соответствующему ГОСТу) [1–4], кг;

S — цена 1 кг материала заготовки, руб.;

q — масса детали, кг;

S_отх — цена 1 кг отходов, руб.

В отходы включается не только разность между массой заготовки и детали (стружка), но и остаток прутка, образующийся из-за того, что длина заготовки и длина прутка не кратны. Сталь горячекатаная круглая по ГОСТ 2590–88 поставляется в прутках длиной 2…6 м.

, (3)

где С_п.з. — приведенные затраты на рабочем месте, руб./ч;

t_{шт.(шт-к)} — штучное или штучно-калькуляционное время выполнения заготовительной операции, мин.

Значения приведенных затрат Сп.з на рабочем месте в условиях различных предприятий не одинаковы. Их можно получить при прохождении студентами производственной практики на предприятиях.

Штучное или штучно-калькуляционное время t_{шт.(шт-к)} рассчитывается по формуле [9, 14, 15, 19, 20]:

,(4)

где L_рез — длина резания при разрезании проката на штучные заготовки (может быть принята равной диаметру проката L_рез =D), мм;

y — величина врезания и перебега (при разрезании дисковой пилой y=3…5 мм) [3, 4];

S_м — минутная подача при разрезании (S_м=50…80 мм/мин);

 — коэффициент, показывающий долю вспомогательного времени в штучном времени (=1,84 для мелко и среднесерийного производства; =1,5 для крупносерийного и массового производства. Данные о серийности производства могут быть взяты из отчета по практике либо рассчитаны самостоятельно в соответствующем разделе курсового или дипломного проекта).

Стоимость заготовок, полученных литьем или штамповкой, рассчитывается по формуле [1, 2, 3, 4]

,(5)

где C_i — базовая стоимость одной тонны заготовок, руб./т;

Q — масса заготовки, кг;

К_т — коэффициент, зависящий от класса точности;

К_с — коэффициент, зависящий от степени сложности;

К_в– коэффициент, зависящий от массы заготовки;

К_м — коэффициент, зависящий от марки материала;

К_n — коэффициент, зависящий от объема выпуска заготовок.

Базовая стоимость одной тонны заготовок C_i принимается по данным предприятия — потребителя этих заготовок.

Коэффициенты, входящие в формулу, выбираются по соответствующим таблицам.

Дипломное проектирование по технологии машиностроения/ под ред. В. И. Лачина. — Ростов н/Дону: Феникс, 2003. — 346 с.
Курсовое проектирование по технологии машиностроения / под ред. А. Ф. Горбацевича. — Минск: Выш. шк., 1983. — 256 с.
Расчет экономической эффективности новой техники / под ред. К. М. Великанова. — Л.: Машиностроение, 1989. — 402 с.
Справочник технолога машиностроителя: в 2-х т. / под ред А. М. Дальского, А. Г. Косиловой, Р. К. Мещерякова, А. Г. Суслова. — М.: Машиностроение-1, 2001. — Т.1. — 914 с.; Т. 2. — 949 с.
Технология машиностроения: сборник задач и упражнений: учеб. пособие / В. И. Аверченков [и др.]; под общ. ред. В.И Аверченкова, Е. А. Польского. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: ИНФРА-М, 2005. — 288 с.
Технология машиностроения: учеб. для вузов: в 2 т. Т.1: Основы технологии машиностроения / под общ. ред. А. М. Дальского. — 2-е изд., стер. — М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э.Баумана, 2001. — 562 с.

Основные термины (генерируются автоматически): масса заготовки, базовая стоимость, выбор метода получения заготовки, заданная точность, затрата, коэффициент, припуск, рабочее место, стоимость заготовок, формула.

Расчет размеров заготовки

Расчет диаметра заготовки начинают с определения припусков на обработку. Поскольку наибольший наружный диаметр детали 32h14 мм требует черновой обработки, то определены соответствующие припуски на обтачивание: черновое-4,5мм

Суммарный припуск на обработку данной поверхности составил 4,5мм. Тогда расчетный диаметр заготовки составит 34+4,5=38,5мм. Округляя до ближайшего стандартного значения, окончательного принимаем диаметр заготовки 40мм. Определяем припуски на чистовое подрезание торцов:1мм, припуск черновое подрезание торцов назначен 2мм. Тогда суммарный припуск на подрезание торцов равен 3 мм. Общая длина детали составляет 280+3+3=286мм

Рассчитать заготовку для поковки, (диск с отверстием), материал — сталь 45 (ГОСТ 1050 — 60).

Объем поковки

где Vц — объем цилиндра, т. е. полный объем поковки без отверстия; Уу.к — объем усеченного конуса, т. е. объем отверстия.

Тогда

где d1 — меньший диаметр отверстия. Так как уклон в отверстии 1 : 20, то

Окончательно получаем объем поковки

Вес поковки

Подберем заготовку для данной поковки. Так как вес поковки (191 кг) относительно небольшой, то она может быть изготовлена из сортового проката осадкой.

Потери металла на обсечку в виде выдры при пробивке отверстия составят:

Поковка будет изготовлена с одного нагрева, так что потери на угар составят 2% объема заготовки (т. е. Куг=0,02 V3ar). Вес заготовки принимается за 100%.

Тогда объем металла, теряемого на угар, составит

Находим объем заготовки

Размеры заготовки для ковки данной детали необходимо определять с учетом следующих трех условий:

первое — длина заготовки должна быть не более 2—2,5 диаметра или стороны квадрата, так как ковку ведут способом осадки;
второе — возможность точнее отрубить или отрезать заготовку от штанги; чем больше сечение штанги, тем труднее точно отделить заготовку, а при уменьшении сечения будет расти длина заготовки, нарушая первое условие. Удобно отрезать или отрубить заготовки, длина которых равна диаметру или стороне квадрата;
третье — наличие выбранного сечения в ГОСТе на сортовой прокат.

Сообразуясь с перечисленными условиями, остановимся на сечении 240X240 (ГОСТ 4693—57).

Длина исходной заготовки определится следующим отношением:

Проверим, удовлетворяет ли выбранная заготовка второму и третьему условиям:

Таким образом, заготовка размером 240X240 при длине 445 мм удовлетворяет условиям изготовления поковки способом осадки.

С целью достижения максимальной производительности при прессовании применяют слитки или заготовки максимально возможного объема. Если нет специальных требований по геометрии, то применяют слитки цилиндрического вида. Однако в практике прессования известны слитки прямоугольного поперечного сечения, которые применяются для производства широких панелей (например, для летательных аппаратов). Цилиндрический слиток наиболее прост в изготовлении, потому что требует наиболее дешевой оснастки при литье. То же относится и к прессовым заготовкам, получаемыми методами порошковой металлургии.

При производстве труб иногда применяют полые слитки. Для слитка без полости при одном и том же объеме можно выбрать различное соотношение между диаметром D_c и длиной слитка L_c. Действительно, объем Vцилиндрического слитка определяется как

и в задачу технолога входит назначить рациональное отношение LJD_C. При этом принимаются во внимание следующие факторы.

— Уменьшение длины слитка при одинаковой его массе должно привести к повышению диаметра. Тем самым увеличивается коэффициент вытяжки, а вместе с ним возрастает доля энергозатрат на совершение работы деформации. Энергосиловые параметры прессования (напряжение, сила, мощность привода) ориентировочно пропорциональны натуральному логарифму вытяжки пХ, поэтому уменьшение длины слитка и соответствующее увеличение диаметра приводят к повышению энергозатрат.
— При прямом методе прессования увеличение длины слитка приводит к росту усилия прессования за счет повышения расхода энергии на преодоление трения на стенке контейнера. Растут также напряжения прессования и затраты энергии на осуществление процесса в целом (рис 4.1).

Рис. 4.1. Соотношение затрат энергии при изменении соотношения длины слитка и диаметра при прямом прессовании

— В то же время применение коротких слитков малоцелесообразно, поскольку часть слитка остается в контейнере в виде пресс- остатка. Чем короче слиток, тем большая часть металла составит возвратные отходы, тем ниже окажется выход годного.
— При прессовании короткого слитка на первых же этапах возможно образование пресс-утяжины, что не позволит получить качественное изделие.
— Назначение чрезмерно малого диаметра слитка приведет к слишком небольшим коэффициентам вытяжки. При малых обжатиях деформация не проникает на всю глубину заготовки, в ней остаются непроработанные зоны со структурой неде- формированного или слабодеформированного металла. Неде- формированный материал сохраняет структуру литого металла с его пороками: крупным зерном, пористостью. Рекристаллизация слабодеформированного металла приводит к образованию малого числа центров кристаллизации и, вследствие этого, к росту зерна и ухудшению механических характеристик. Для пресс-изделий, которые не подвергаются дальнейшей более или менее значительной деформации, минимальная вытяжка должна быть не менее 10; для пресс-изделий, подвергающихся дальнейшей обработке давлением (ковка, штамповка), вытяжка может быть не менее 5. Из-за ограничений по силовым условиям проведения процесса прессования приходится ограничивать и максимальные вытяжки, которые из практики прессовых цехов составляют:

медь —280; алюминий — 1000; цинк —200;

латунь (а+(3) — 700; МА1—100; бронза — 30 . 50

Л070-1-60; АВ — 250;

никель — 80; АМ2—80;

магний — 200; Д1, Д16—80;

Качество прессованных изделий и силовые условия прессования требуют ограничения длины слитка. При всех разновидностях прессования большая длина слитка связана с вероятностью заметного охлаждения слитка к концу прессования и со значительной неравномерностью свойств и структуры изделия.

Большое охлаждение слитка может в конце процесса вызвать повышение усилия прессования, что при ограниченных возможностях пресса приведет к недопрессовкам.

Размеры слитка для заданного пресс-изделия устанавливают в следующем порядке:

— исходя из площади сечения пресс-изделия и его назначения, выбирают допустимую степень вытяжки и число каналов матрицы;
— определяют максимально возможную длину пресс-изделия и с учетом размера пресс-остатка определяют максимальный объем заготовки;
— задавшись несколькими величинами поперечных сечений (превышающих максимальное) слитков, определяют соответствующие им длины слитков и для каждого из таких размеров слитков подсчитывают величины усилий, по которым определяют оптимальные размеры слитка, отвечающие минимальному усилию.

При прессовании чаще всего используют сплошные заготовки круглого сечения. Заготовки прямоугольного или плоскоовального сечения применяют только в отдельных случаях (например, прессование профиля с законцовкой из профилированного контейнера). Полые круглые заготовки также применяют сравнительно редко при прессовании пустотелых профилей с простой формой внутреннего канала при относительно больших его размерах.

Размеры заготовки определяют качество пресс-изделий и техникоэкономические показатели процесса. Чем больше диаметр и длина заготовки для прессования профиля определенного типоразмера, т. е. чем больше ее объем, тем больше длина профиля, получаемого из нее. Увеличение длины профиля позволяет уменьшить долю металла, уходящего в концевую обрезь, что способствует повышению выхода годного, поэтому всегда следует стремиться к увеличению объема заготовки.

Однако на величину выхода годного большое влияние оказывает также доля металла на пресс-остаток. При определенном объеме заготовки увеличение ее диаметра и длины по-разному влияет на отходы в пресс-остаток. При увеличении диаметра заготовки и соответственном уменьшении ее длины количество отходов на пресс-остаток повышается и наоборот.

Для обеспечения максимального выхода годного и минимального усилия прессования при определенном объеме заготовки более рационально увеличивать ее длину, чем диаметр. В данном случае лимитирующим фактором является не величина усилия прессования, а величина максимального удельного давления, поэтому при возможности прессования из нескольких контейнеров целесообразно применять контейнер минимального диаметра. Сказанные соотношения поясняются схемой на рис. 4.1.

При однониточном прессовании профилей сплошного сечения контейнер выбирают такого диаметра, чтобы при размещении контура очка матрицы в нем оставались требуемые зазоры между крайними точками контура и поверхностью контейнера (рис. 4.2). Это необходимо во избежание отслоений на поверхности профиля [10].

При многониточном прессовании тонкостенных профилей сплошного сечения выбирают диаметр контейнера, исходя из условия размещения очков матрицы, обеспечивающего прочность матрицы и указанную величину зазоров между крайними точками контуров профилей и поверхностью контейнера:

Минимальное расстояние от профиля до контейнера

Рис. 4.2. К назначению зазоров 8 между контуром профиля и поверхностью контейнера для прессования треугольного профиля (о) и профиля в форме

звездочки (б)

При прессовании профилей периодически изменяющегося сечения контейнер выбирают такого диаметра, чтобы вытяжка при прессовании законцовочной части была не ниже минимально допустимой, обеспечивающей достаточную проработку структуры, а вытяжка при прессовании профильной части — не выше максимально допустимой, определяемой силовыми возможностями пресса. Обычно минимальную вытяжку по законцовочной части принимают равной 6—7. Однако при большом соотношении сечений законцовочной и профильной частей минимальную вытяжку по законцовочной части приходится снижать до 4—5.

Выбор оптимального диаметра контейнера для каждого случая прессования практически невозможен — для каждой небольшой группы профилей пришлось бы иметь специальный контейнер, пресс- штемпель и пресс-шайбу. Поскольку профильное производство мелкосерийно, это привело бы к непомерному увеличению парка прессового инструмента, значительным затратам времени на перенастройку пресса при переводе прессования с одного профиля на другой, поэтому для каждого пресса обычно стандартизуют несколько диаметров контейнеров и соответствующих им диаметров заготовок.

После выбора диаметра контейнера рассчитывают диаметр заготовки и ее длину. Диаметр заготовки должен быть таким, чтобы после нагрева ее можно было свободно ввести в контейнер. При этом ввиду предварительной напряженности втулок контейнера и относительно невысокого термического коэффициента линейного расширения материала втулок увеличение диаметра канала контейнера при его нагреве обычно не учитывают:

Длину заготовки при прессовании профилей постоянного сечения в общем случае определяют по формуле

где /_пф — длина готового профиля; /_пр — припуск на длину; т — кратность профилей в прессовке; /_ко — длина концевой обрези; п — число каналов в матрице; И_по — высота пресс-остатка; F_3aT, F_nф — площади сечения соответственно заготовки и готового профиля с учетом плюсовых допусков; ц_р — коэффициент распрессовки.

Ниже представлен пример определения параметров слитка в электронной таблице Excel и программа расчета (табл. 4.1 и 4.2).

Читайте также:

Как сделать расчет заготовки

Похожие статьи

Выбор оптимального способа определения норм расхода.

Обеспечение эффективности производства металлопродукции

Производство и изготовление штамповой оснастки

Технология изготовления корпуса парогенерирующего агрегата

Нормирование технологических операций изготовления детали

Экономическая оценка эффективности технологий заготовки.

Технология определения плановой трудоёмкости докового.

Учет затрат и калькулирование себестоимости продукции.

Решение задач оптимального раскроя средствами MS Excel

Расчет размеров заготовки