Выбор вида заготовки для детали (шестерня)

2. Выбор вида заготовки для данной детали.

Метод выполнения заготовок определяются назначением и конструкцией детали, материалом, техническими требованиями, масштабом и серийностью выпуска, а также экономичностью изготовления.

Выбрать заготовку – значит установить способ ее получения, наметить припуски на обработку каждой поверхности, рассчитать размеры и указать допуски на точность изготовления.

Для рационального выбора заготовки необходимо одновременно учитывать все исходные данные. Окончательное решение можно принять только после экономического комплексного расчета себестоимости заготовки и механической обработки в целом.

Технико-экономический расчет изготовления заготовки производится в следующем порядке:

- Устанавливаем метод получения заготовки согласно типу производства, конструкции детали и другим техническим требованиям на изготовление.

- Назначают припуски на обрабатываемые поверхности детали, согласно выбранному методу получения заготовки по нормативным таблицам.

- Определяют расчетные размеры на каждую поверхность заготовки.

- Назначают предельные отклонения на размеры заготовки по нормативным таблицам.

- Производят расчет массы заготовки.

- Определяют норму расхода материала с учетом неизбежных технологических потерь.

- Определяют коэффициент использования материала по каждому из вариантов изготовления заготовок с технологическими потерями и без потерь.

- Определяют себестоимость изготовления заготовки.

- Определяют годовую экономию от выбранного варианта получения заготовки в денежном выражении.

Величину припуска и допуска на неточность изготовления определяют согласно стандарта ГОСТ 7505-89 “Поковки стальные штампованные.”

При выборе заготовки предпочтение отдают тому способу, который обеспечивает меньшую технологическую себестоимость детали. Если эта себестоимость одинакова, то предпочтительным считают вариант с более высоким коэффициентом использования материала.

Так как материал детали сталь 45 по ГОСТ 1050-74, то целесообразно получить заготовку методом пластической деформации, в частности штамповкой на ГКМ.

На ГКМ получают поковки массой 0,1-100 кг, с максимальным диаметром 315 мм, производительность до 400 поковок в час. Штамповка производится из прутков и труб горячекатаного материала повышенной точности длинной до 4 метров и диаметром 20-270 мм.

Припуски на поковки регламентируются ГОСТ 7505-89. В соответствии с этим ГОСТом поковки имеют следующие размеры: наружный диаметр – 145 мм, средний диаметр – 117 мм, внутренний для шестерни – 19 мм, а также линейные размеры 19 мм и 35 мм по чертежу ВГСХА 010.00.00.000 за готовки.

Назначаем по ГОСТ 7505-89 допуск на все размеры +0,13  -0,7

                                           

Кроме получения заготовок на ГКМ их можно получить из проката.

Определяем массу заготовки, получаемой штамповкой на ГКМ и массу заготовки, получаемой из проката.

Масса заготовки на ГКМ определяется:

                                                                         (6)

где - плотность материала, =7850 кг/  для стали 45 [4];

       - объем заготовки, .

Объем заготовки определяется по формуле:

                                                                         (7)

где - объем первой части заготовки,

        - объем второй части заготовки,

Объем первой части заготовки определяем:

                                                  (8)

Объем второй части заготовки определяем:

                                             (9)

где D и - геометрические размеры заготовки.

Подставляя соответствующие значения в формулы (8), (9) и (7) получим:

Подставляя полученные значения в формулу (6) получим:

Масса заготовки из проката        150х40, т. к. припуск на сторону для проката составляет 3мм, определится:

                                                             (10)

где  - объем заготовки из проката,

Объем заготовки определяем по формуле:

                                          (11)

Подставляя соответствующие значения в формулы (11) и (10) получим

Таблица №3 – Показатели получения заготовок по вариантам.

Наименование показателей	Варианты
	Первый	Второй
Вид заготовки Класс точности Группа сложности Масса заготовки, кг Стоимость 1 тонны заготовки на базе Ci, руб. Стоимость 1 тонны стружки, руб.	Штамповка на ГКМ 2 1 3,7 3150 298	Прокат   150х40 - - 5,5 2550 298

Стоимость заготовки для различных вариантов:

2.1 Для штамповки на ГКМ:

                             (12)

где Ci – базовая стоимость 1 тонны заготовок, руб;

Кт, Кс, Кb, Км, Кн – коэффициенты, зависящие от: класса точности,

группы сложности, массы, марки, материала, и объема производства

заготовок;

Q – масса заготовки, кг;

q – масса готовой детали, кг;

- цена 1 тонны отходов (стружки), руб.

по ГОСТ 7505-89 определяем Кт=1, Кс=0,84, Кb=0,87, Км=1, Кн=0,8;

Массу готовой детали определяем по формуле:

                                                                    (13)

где Vдет – объем детали,

Объем детали определяем по формуле:

     (14)

где Dвн – диаметр окружности впадин зубьев, Dвн=0,136м;

D2 – средний диаметр детали, D2=0,117м;

h – высота зуба, h=0,004м;

b – ширина зубчатого венца, b=0,018м;

 – толщина зубьев, =0,003м

z – число зубьев, z=71

Dшп – внутренний диаметр шпонки, Dшп=0,023м;

L – длина шпонки, L=0,035м;

шп  – толщина пазов шпонки, шп=0,06м;

hшп – глубина пазов шпонки, hшп=0,003м;

zшп – число шпонок, zшп=1.

Подставляя значения в формулу (14) получим:

Подставляя полученные значения в формулы (13) и (12) получим:

2.2 Для проката     150х40.

                                                                (15)

где S – цена одной тонны материала заготовки, S=Ci

Подставляя значения в формулу (15) получим:

Так как технологический процесс изготовления шестерни не меняется, то годовой экономический эффект получения заготовки штамповкой определится по формуле:

Эз=(Sзаг2–Sзаг1)N                                                           (16)

где N – годовая программа выпуска, шт.

Подставляя полученные значения в формулу (16) получим:

Эз=(13,4–6,75)10750=71487,5руб.

Следовательно заготовку изготовляем штамповкой на ГКМ.