Выбор метода получения заготовки и её проектирование

Получение заготовки литьем в оболочковые формы

Исходя из требований ГОСТ 26.645-85, назначаем припуски и допуски на размеры детали и сводим эти данные в таблицу 1.

В зависимости от выбранного метода принимаем:

класс точности размеров и масс – 10

ряд припусков – 4.

1) Припуски на размеры даны на сторону. Класс точности размеров, масс и ряд припусков выбираем по таблице 2.3 [1], допуски по таблице 2.1 [1] и припуски по таблице 2.2 [1].

Таблица 4.1

2) Литейные уклоны назначаем согласно ГОСТ 26.645-8, исходя из конструктивных особенностей заготовки и равны не менее 1,5-2º. Согласно рекомендации, для упрощения изготовления литейной модели принимаем их одинаковыми и величиной 3°.

3) Литейные радиусы закруглений наружных углов принимаем равными не менее 5 мм. R=5 мм.

Литейные радиусы закруглений внутренних углов определяем по формуле R=0,4∙h.

R1= R2= R3=0,4∙10 мм=4 мм

4) Определяем коэффициент использования материала Км, по формуле:

где m – масса детали, кг;

M – масса заготовки, кг.

Рассчитаем массу заготовки:

, кг

где: γ – плотность материала, кг/м3. Для стали: γ=7814 кг/м3;

Vз – объем заготовки, мм3 .

Объем заготовки определяем как алгебраическую сумму объемов простейших тел составляющих заготовку:

Определим коэффициент использования материала:

.

Данный метод литья не удовлетворяет задаче получения отливки с контуром приближающемся к контуру детали; т.е. с коэффициентом использования Км близким к 1.

Получение заготовки штамповкой на кривошипных горячештамповочных прессах

1) По таблице 3.1.3 [1] выбираем:

а) Оборудование – пресс с выталкивателем;

б) Штамповочные уклоны: 5° ;

в) Радиусы закруглений наружных углов, при глубине полости ручья:

10…25 мм - r = 2,5мм,

25…50 мм - r = 3мм;

Радиусы закруглений внутренних углов, больше наружных углов в 3…4 раза.

2) По таблице 3.4 [1] назначаем допуски и припуски на обработку на сторону и сводим их в таблицу 2.

Таблица 4.2

Размеры, мм	Допуски, мм	Припуски, мм	Расчет размеров заготовки, мм	Окончательн. размеры, мм
Ø85	+1,0 -0,5	2,6	Ø85+(2.2,6) = Ø90,2	Ø90
Ø85	+1,0 -0,5	2,6	Ø85+(2.2,6) = Ø90,2	Ø90
Ø95	+1,2 -0,7	2,8	Ø95+(2.2,8) = Ø99,8	Ø100
470	+2,4 -1,2	5,0	470+(2.5,0) = 480	480
205	+1,5 -0,9	3,2	205+5,0-3,2 = 206,8	207
200	+1,5 -0,9	3,2	200+(2.3,2) = 206,4	206
65	+1,0 -0,5	2,5	65+5,0-3,2 = 66,8	67

3) Рассчитаем площадь поковки в плане [1]:

Fпок.п =41621, мм2

4) Определяем толщину мостика для облоя [1]:

, 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 = 2,0 мм;

в) l = 4 мм;

г) h = 6 мм;

д) R1 = 15 мм.

6) Рассчитать объем заготовки [1]:

Vзаг.=Vп+Vу+Vо , мм3

где Vп – объем поковки, рассчитываемый по номинальным размерам чертежа;

Vу – объем угара, определяемый в зависимости от способа нагрева;

Vо – объем облоя при штамповке.

а) Объем поковки:

б) Объем угара Vу принимаем равным 1% от Vп.

Vу=32400 мм2

в) Объем облоя Vо:

Vо=ξ.FМ.(Рп + ξ . π . l),

где ξ – коэффициент, учитывающий изменение фактической площади получаемого облоя по сравнению с площадью сечения мостика; ξ=2.

Fм - площадь поперечного сечения мостика FM=l .ho= 4.2,0= 8 мм2;

Рп – периметр поковки Рп= 1130 мм.;

Подставим полученные данные в формулу:

Vо= 2.8 × (1130+2.3,14.4) = 18482 мм3;

г) Объем поковки:

Vзаг.=32,4·105+32400+18482 = 32,9·105 мм3.

Определим параметры исходной заготовки для штамповки.

д) Диаметр заготовки:

, мм

где m – отношение ; 1,25< <2,5. Принимаю m=2.

мм.

По ГОСТ 2590-71 мм.

д) Длина заготовки:

г) Площадь поперечного сечения заготовки:

7) Рассчитаем массу поковки:

кг.

8) Определим коэффициент использования материала:

9) Рассчитаем усилие штамповки:

, МН,

где Dпр – приведенный диаметр Dпр=1,13 ,

Fп – площадь проекции поковки на плотность разъема штампа

Fп=,

Bп.ср – средняя ширина поковки в плане , Bп.ср=.

σв - предел прочности штампуемого материала, σв=598 МПа [2]

Dпр = мм

Fп=6994 мм2;

Bп.ср=6994/480=15 мм

, МН

По расчетному усилию штамповки выбираем пресс с усилием 25 МН и примерной производительностью 140 шт/ч.

Технико-экономический анализ

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]:

где Сi – базовая стоимость одной тонны заготовок Сi литье = 9780 руб;

Сi шт = 3730 руб., kт, kс, kв, kм, kп – коэффициенты, зависящие от класса точности, группы сложности, массы, марки материала и объёма производства заготовок kт = 1, kс = 1, kв = 1, kм = 1,93, kп = 1; Q – масса заготовки, кг; q – масса готовой детали, кг; Sотх – цена одной тонны отходов Sоте = 500 руб.

Экономический годовой эффект равен:

Ээ = (Sзаг1 – Sзаг2)*N = (601 –186,5)*2400 = 994,8 т. руб, (4.8)

где N – объём выпуска в год, шт; Sзаг1, Sзаг2 – стоимость сопоставляемых заготовок, у.е.

На основе проведённого экономического расчета, а так же исходя из рационального применения материала, выбираем наиболее целесообразный метод получения заготовки. Таким методом является - получение заготовки штамповкой на кривошипных горячештамповочных прессах.