Как определить способ получения заготовки

ВЫБОР ВИДА И МЕТОДА ПОЛУЧЕНИЯ ЗАГОТОВКИ

При выборе вида и метода изготовления заготовки учитывают конструкцию и материал детали, ее форму и размеры, тип производства и имеющееся оборудование.

От выбора заготовки, т. е. установления метода ее получения, фор­мы, величины припусков, напусков и др., зависит масса заготовки и объем последующей механической обработки детали. Увеличение припусков на обработку ведет к возрастанию расхода металла и труд­ности обработки, повышает затраты на режущий инструмент, ремонт станков, электроэнергию и т. п. Вместе с тем, слишком малые припус­ки на обработку могут привести к браку «по черноте», т. е. к невыдер­живанию требований чертежа детали по точности и шероховатости об­работанных поверхностей. От правильности выбора вида и размеров заготовки зависит себестоимость изготовления детали.

Наиболее целесообразна исходная заготовка, требую­щая наименьших затрат при изготовлении детали с уче­том всех технологических операций обработки и необхо­димого качества детали. Форма и размеры заготовки дол­жны быть возможно близкими к форме и размерам готовой детали с тем, чтобы свести к минимуму обработку резани­ем.

· Отливки применяют при изготовлении фасонных де­талей сложной формы из серого и ковкого чугуна, литой стали, бронзы, алюминиевых сплавов. Литьем получают заготовки блоков цилиндров, головок цилиндров, гильз, поршней, деталей карбюраторов, поршневых колец, кор­пусов коробок передач, картеров и т. п.

· Свободную ковку производят на кузнечных молотах и гидравлических прессах. Свободной ковкой изготовля­ют заготовки для выполнения различных единичных заказов.

В серийном и массовом производствах применение сво­бодной ковки нерационально, так как производительность этого способа невелика, а припуски на обработку макси­мальные.

· Ковку в закрытых штампах (горячую штамповку) широко применяют в машиностроении для изготов­ления ответственных стальных деталей: шатунов, шесте­рен, коленчатых и распределительных валов, клапанов и т. п. С помощью горячей штамповки можно получить заготовки с высокими механическими свойствами и с минимальными припусками на обработку резанием.

· Сортовой металл (прокат) используют непосредственно в качестве заготовок разных деталей, он служит для изготовления осей, валов, крепежных и других деталей.

На выбор метода получения заготовки влияют следующие факторы.

1) Технологические свойства материала: литейные свойства, деформируемость при обработке давлением, обрабатываемость резанием, свариваемость.

2) Форма, размеры и масса детали. Например, для изготовления валов и осей с малым перепадом диаметров при любом типе производства предпочтителен прокат. Сложная форма и большие габариты детали предопределяют применение литой или комбинированной сварной заготовки и т.п.

3) Особые требования к прочности детали, к физико-механическим свойствам материала. При их наличии применяют методы получения заготовки, обеспечивающие эти качества.

4) Объем выпуска и тип производства. В единичном производстве более рациональны методы получения заготовки, не требующие специальной, сложной и дорогостоящей оснастки, которая из-за малого объёма выпуска вносила бы дополнительный вклад в себестоимость заготовки. Заготовки в единичном производстве имеют простую форму, с повышенными припусками и напусками, из-за чего возрастают их размеры и масса, а соответственно трудоёмкость механической обработки.

В массовом производстве применяют специальные методы получения высокоточных заготовок с минимальными припусками на обработку.

5) Наличие технологического оборудования, возможность получения заготовок со специализированных заводов по кооперации. При ограниченных возможностях предприятия задача технолога по выбору заготовки упрощается, сводясь иногда к единственному варианту. При широких возможностях заготовительного производства задача технолога усложняется. Если возможны различные методы получения заготовки, а оптимальный вариант не очевиден, окончательный выбор может быть сделан на основании технико-экономического сравнения.

Способ получения заготовки должен быть наиболее экономичным при заданном объеме выпуска деталей.

Основным показателем выбора заготовки является коэффициент использования материала К_и.м. :

где m_д —масса детали (изделия), кг ;

G –вес материала заготовки с учетом технологических потерь, кг.

Для рациональных форм и вида выбранной заготовки значения коэффициента использования материала близки к единице.

Окончательный выбор заготовки делают на основании технико-экономических расчетов.

Технико-экономическое обоснование выбора заготовки для обрабатываемой детали производят по нескольким направле­ниям: металлоемкости, трудоемкости и себестоимости, учи­тывая при этом конкретные производственные условия. Тех­нико-экономическое обоснование ведется по двум или несколь­ким выбранным вариантам. При экономической оценке опреде­ляют металлоемкость, себестоимость или трудоемкость каждого выбранного варианта изготовления заготовки, а затем их сопо­ставляют.

Источник

2.1 Выбор методов получения заготовки

Выбор методов получения заготовки имеет целью установление рациональных способов и последовательности рабочих операций по изготовлению деталей, входящих в заданную сварную конструкцию. От степени совершенства методов получения заготовок и деталей в значительной степени зависит расход металла, количество операций и их трудоемкость, себестоимость процесса изготовления деталей и изделия в целом. На выбор способа получения заготовок и деталей изделия в целом влияют следующие факторы: марка материала, его физико-механические свойства, размеры и конструктивные формы деталей, тип производства и объем выпуска продукции, характер применяемого оборудования.

Остановившись на более рациональных методах получения заготовок и деталей, входящих в заданную сварную конструкцию, составить принципиальный технологический процесс в виде таблицы 3

Наименование и краткое содержание операции

Приспособление, инструмент, средства по технике безопасности

Выбрать заготовительное оборудование, учитывая:

— свойства обрабатываемой стали;

— размеры и сортамент обрабатываемого металла;

— удобство обслуживания и ремонта;

— габаритные размеры и стоимость.

Дать обоснование выбранного оборудования.

В порядке последовательности технологических операций, выполняемых в заготовительных цехах и отделениях, ниже рассматриваются наиболее употребительные способы их осуществления.

2.1.1 Первичная обработка металлов. После поступления основных материалов в заготовительном отделении цеха металлы подвергаются предварительной обработке. Операциями такой первичной обработки являются: правка материалов, вырезка заготовок, производимая для облегчения транспортировки и дальнейших операций по изготовлению деталей. Правку проката производят в холодном состоянии на листопровильных и сортопровильных вальцах и прессах в зависимости от сортамента металла, подлежащего обработке. Для целей первичной обработки наиболее рентабельным способом резки всех сортаментов стали толщиной 5мм и более является газопламенная резка. Это объясняется портативностью аппаратуры и сравнительно высокой экономичностью и универсальностью способа. Перед подачей материала в заготовительный цех целесообразно произвести очистку от загрязнений и предварительную правку на складе металлов. Производительность различных способов очистки листового материала приводится в таблице 4

Таблица 4 Производительность очистки листового материала

После черновой обработки — правки и в некоторых случаях резки весь прокат, поступающий в заготовительное производство, проходит ряд операций, из которых наиболее часто применяются следующие:

2.1.2 Разметка либо наметка. Прежде чем подступить к выполнению рабочих операций, изменяющих форму и очертание исходного материала, в большинстве случаев необходимо этот металл разметить. Разметка представляет собой нанесение на металл конфигурации изготавливаемых деталей в натуральную величину. Основной целью этой операции служат обеспечение точных, в соответствии с чертежами, размеров вырезаемых из металла деталей. В качестве оборудования используются разметочные плиты и столы. Средствами для разметки служат разного рода мерительные и чертежные инструменты.

Вместо разметки в серийном и массовом производстве применяют наметку посредствам плоских шаблонов. Необходимость разметки либо наметки отпадает в тех случаях, когда последующей операцией является газопламенная резка по контуру или механическая резка металла по упору.

2.1.3 Резка. В большинстве случаев непосредственно после разметки или наметки следует рабочая операция резки металла. В соответствии с очертаниями вырезаемой детали различают резку прямолинейную и резку криволинейную по копирам.

Наиболее универсальным и широко распространенным способом резки незакаливающихся сталей является газопламенная резка. Рентабельность применения этого способа резки ограничивается минимальной толщиной подлежащего резке металла, равной 6 мм.

Кислородная резка более тонкого материала по чистоте поверхности реза уступает способам резки на механических станках. Криволинейные резы можно успешно выполнять данным способом только по дуге окружности при толщине металла более 8мм. С увеличением толщины разрезаемого металла экономические и технические преимущества кислородной резки по сравнению с механической резкой повышаются, и при толщине металла более 25мм эти преимущества кислородной резки во всех случаях становятся бесспорными.

Газопламенная вырезка деталей как по прямолинейному, так и по криволинейным контурам, может выполняться вручную резаками или на газопламенных машинах. Сравнение эксплуатационных характеристик автоматической, полуавтоматической и ручной кислородной резки в основном приводят к следующим данным:

— скорость полуавтоматической и автоматической резки выше, чем ручной;

— при механизированных способах резки по копирам отпадает необходимость в предварительной разметке или наметке материала;

— чистота реза повышается с увеличением автоматизации процесса резки и в этом случае можно производить чистую разделку кромок деталей под сварку.

Резка металла на механических станках отличается большой производительностью наряду с высоким качеством получаемого реза. Поэтому для массовых и крупносерийных работ по выполнению прямолинейных резов стали малой и средней толщины следует предпочесть холодную механическую резку газопламенной. Для прямолинейной механической резки листового металла наибольшее распространение получили гильотинные ножницы и ножницы для продольной и поперечной резки (пресс ножницы), которые обрабатывают листовой, полосовой и широкополосный материал толщиной 13-23мм.

Для прямолинейной поперечной резки различных сортаментов профильного металла обычно применяют станки двух типов: пресс ножницы и ножницы с закрытым зевом.

Криволинейные резы тонкого листового металла толщиной не более 6мм рационально выполнять на роликовых ножницах с двумя дисковыми ножами.

2.1.4 Штамповка деталей. Штамповку деталей из листового металла производят либо в холодном, либо в горячем состоянии. Холодная штамповка применяется лишь для небольших толщин материала: не свыше 10мм. При больших толщинах холодная штамповка приводит к появлению трещин в местах натяжки штампуемого металла и, кроме того, может быть осуществлена с помощью прессов чрезвычайно большой мощности. Поэтому для штамповки металла толщиной свыше 8-10мм применяют горячий способ, т. е. предварительный нагрев металла в подогревательных печах или горнах с последующей его штамповкой.

Для выполнения холодной штамповки применяются прессы различной мощности и разных конструкций: эксцентриковые, фрикционные и гидравлические [1,18,19,28].

2.1.5 Зачистка. В целях получения гладких, без заусенцев поверхностей контура штампованных деталей, а также для удаления с поверхности кромок окалины и шлаков, получаемых после вырезки деталей газовым пламенем, кромки зачищают. Эту операцию в большинстве случаев выполняют наждачными кругами. Для этого используют либо шлифовальные машины, либо наждачные станки. Для зачистки от заусенцев мелких деталей применяют очистные барабаны [1,7,18,19,28].

2.1.6 Правка деталей и заготовок. Выпрямление деталей и заготовок из листового либо широкополосного материала, искривленных в процессе вырезки их газовым пламенем или на механических ножницах, производят на листоправильных вальцах, на прессах или вручную на плите с применением нагрева [1,19,28].

2.1.7 Подготовка кромок. Многие способы сварки требуют предварительной специальной подготовки соединяемых деталей, которая выполняется снятием фасок или отбортовкой кромок. Подготовку кромок деталей производят одним из следующих способов:

— автоматическая газопламенная резка;

— строганием кромок на строгальных станках;

-фрезерованием, если поверхность снимаемой фаски ограничивается не прямой, а кривой линией;

— отбортовкой кромок на кромкогибочных прессах;

— абразивным инструментом (шлифмашинкой).

2.1.8 Очистка. Детали, соединяемые посредством сварки плавлением, а также контактной электросваркой в ряде случаев требуют очистки от окалины или окислов. Эта подготовительная операция может быть выполнена одним из способов:

— пескоструйными либо дробеструйными аппаратами;

— переносными наждачными кругами;

— травлением в слабом растворе кислоты, последующей нейтрализацией в щелочном растворе, промывкой в горячей воде и просушкой на воздухе;

2.1.9 Образование отверстий. Отверстия в металле после предварительной разметки или наметки, либо по упору обрабатывают одним из следующих способов:

— сверлением отверстий вручную, либо на сверлильных станках;

— продавливанием отверстий на дыропробивных станках;

— прожиганием отверстий струей кислорода после предварительного подогрева металла, с последующим рассверливанием полученного отверстия;

— прожиганием отверстий электрической дугой с последующим рассверливанием [1,18,19,28].

2.1.10 Гибка заготовок и деталей. Гибка листового, полосового и широкополосного металла производится на листогибочных вальцах. Гибке металла на трехвалковых вальцах, всегда должна предшествовать предварительная подгибка кромок на кромкогибочном прессе. Помимо гибки листового материала в форму цилиндра, в ряде случаев встречается необходимость гибки по форме иного профиля. Такая гибка при листовом металле толщиной до 1 мм, производится исключительно на прессах для отбортовки листов. Для гибки профильного материала используют прессы или роликовые гибочные станки [1,18,19,28].

Составить технологический процесс на заготовительные операции по форме таблицы 5 на каждую деталь или группу деталей подлежащих одинаковой последовательности обработки на том же оборудовании с применением тех же приспособлений и инструмента.

Наименование операции, краткое содержание

2.2 Выбор способа сборки

В зависимости от типа производства, особенностей конструкции и оснащенности сборочного цеха сборка может производиться на одном неподвижном месте, к которому подается все детали и узлы, инструмент и приспособления, либо при перемещении изделия от одного рабочего места к другому; при этом на каждом рабочем месте устанавливается определенная деталь или узел. Кроме того, в зависимости от ранее указанных факторов, существуют два вида сборки:

— сборка конструкции из отдельных деталей — подетальная

— сборка из отдельных узлов – поузловая, на которые расчленяют конструкцию.

Второй вариант более рационален, так как позволяет специализировать рабочие места, более широко применять различные приспособления и тем самым получить большую производительность.

Сборку стальных конструкций можно производить одним из следующих методов:

— по разметке с применением простейших универсальных приспособлений;

— на универсальных плитах с пазами, снабженных упорами, фиксаторами и различными зажимами;

— при помощи шаблонов;

— на специальных стендах и сборочных приспособлениях;

Сборка по разметке малопроизводительна и применяется только в индивидуальном производстве. На универсальных плитах сборку ведут в том случае, когда в проекте заданы однотипные по габаритам сварные конструкции. При помощи шаблонов собираются простые по конструкции сварные узлы.

В серийном и массовом производстве сборка ведется на специальных сборочных стендах или в специальных сборочно-сварочных приспособлениях. Они обеспечивают требуемое расположение входящих в узел деталей и точность сборки изготавливаемого узла в соответствии с требованиями чертежа и технических условий на сборку. Кроме того, сборочные приспособления обеспечивают сокращение длительности сборки и повышения производительности труда, облегчение условий труда, повышение точности работ и улучшения качества готовой сварной конструкции.

Собираемые под сварку детали крепятся в приспособлениях и на стендах с помощью различного вида винтовых, рычажных, пневматических и других зажимов, также электродуговой сваркой прихватками.

Источник