Вибір та обґрунтування методу отримання заготівки. Обробка металів тиском

2 ВИБІР ТА ОБҐРУНТУВАННЯ МЕТОДУ ОТРИМАННЯ ЗАГОТІВКИ

2.1 Загальні положення отримання заготовок

При виборі заготовки для заданої деталі призначають метод її отримання, визначають конфігурацію, розміри, допуски, припуски на обробку та формують технічні умови на її виробництво. По мірі ускладнення конфігурації заготовки, зменшення припусків і напусків, підвищення точності розмірів та параметрів розташування поверхонь ускладнюється та дорожчає оснащення заготовочного цеху і підвищується собівартість заготовки, але при цьому знижується трудомісткість та собівартість механічної обробки, підвищується коефіцієнт використання матеріалу.

Головним при виборі способу отримання заготовки є забезпечення заданої якості готової деталі при її мінімальній собівартості, котра визначається сумою собівартості заготовок за калькуляцією заготовочного цеху та собівартості її послідуючої обробки до отримання заданих вимог якості за робочим кресленням. Технологічні процеси отримання заготовок визначаються технологічними властивостям матеріалу, конструктивними формами та розмірами деталі і програмою випуску.

У діючому виробництві враховуються можливості заготовчих цехів (наявність потрібного обладнання); оказує вплив плановий термін підготовки виробництва. Також враховується прогресуючі тенденції розвитку технології машинобудування.                  

Отже, виготовлення заготівок - один з основних етапів машинобудівного виробництва, який безпосередньо впливає на витрату матеріалів, якість виробів, трудомісткість їх виготовлення і собівартість. Одну і ту ж деталь можна виготовити із заготівок, отриманих різними способами.

Спочатку необхідно вибрати метод отримання заготівки. Метод отримання заготівки вибираємо аналітичним методом виходячи з характеристик, які можливо отримати при даному методі. Для визначення оптимального способу отримання заготівок  можна скористатися так званою «матрицею впливу факторів», в яку записуються всі можливі способи отримання заготовок. Оцінка кожного фактору в цій матриці виконується за допомогою критеріїв «плюс – мінус». Найкращим вважається спосіб, який набрав найбільшу кількість плюсів, таблиця 2.1.

Для цього необхідно розглянути два основні методи отримання заготівки: лиття та обробка тиском. Метод отримання тієї або іншої заготівки залежить від службового призначення деталі і вимог, що пред'являються до неї, від її конфігурації і розмірів, виду конструкційного матеріалу, типу виробництва і інших чинників.

2.2 Лиття заготовок

Литтям отримують заготовки шляхом заливання рідкого металу у форми. Існує декілька способів отримання заготовок литтям у залежності від призначення деталі, її форми, розмірів та програми випуску.

Лиття в піщаній формі – найбільш розповсюджений вид лиття. У машинобудуванні цим способом отримують 75…80 % відливок. Отримані заготовки характеризуються низькою точністю (14…17 квалітети), низькими параметрами шорсткості Ra=50…12,5, та великими припусками на механічну обробку. Вартість виробництва відливок мінімальна. У піщаних формах можливо отримати заготовки найскладнішої конфігурації масою від 10 до 1000 кг збудь якої сталі, чавуну та кольорових металів. Цей спосіб найчастіше застосовується у одиничному та серійному виробництвах.

Лиття в оболонкові форми застосовується для виробництва дрібних та середніх відливок з чавуна, вуглистої та легованої сталі та кольорових металів масою від 0,1 до 80 кг. Точність заготовок 12…15 квалітету з шорсткістю Ra=25…3,2. Головним недоліком оболонкового лиття є висока вартість зв'язуючої речовини. Застосовується цей спосіб як правило у серійному та масовому виробництвах.   

Лиття по виплавлюваним моделям застосовується для виробництва складних та точних заготовок практично з любих сплавів масою від 0,01 до 135 кг. У цьому разі для кожної відливки вироблюється разова модель з елементами ливникової системи. При застосуванні такого способу виробництва можливо досягнути до 11 квалітету точності та шорсткості Ra=6,3…3,2. Литтям по виплавлюваним моделям економічно вигідно виробляти дрібні, але складні за конфігурацією заготовки, до яких пред’являються високі вимоги по точності та шорсткості поверхонь. Цей спосіб застосовується переважно у масовому та серійному виробництвах.  

Кокільне лиття – найбільш дешевий серед спеціальних способів лиття. Його головна особливість полягає в багаторазовому застосуванні металічної форми – кокіля. Кокілі дозволяють отримувати відливки масою від 0,1 до 50 кг.,  зі стабільними і точними розмірами (до 12 квалітету). Параметр шорсткості може досягати Ra=12.5…3.2.  Кокільне лиття доцільно застосовувати в умовах серійного виробництва.   

Лиття під тиском полягає у тому, що рідкий метал з великою швидкістю заповнює полонину металічної прес – форми і кристалізується під тиском. Цей спосіб вважається досить точним. Точність розмірів досягає 9 квалітету та шорсткість Ra=6,3…3,2.  Головним недоліком цього способу є висока вартість і невелика стійкість. Матеріалом відливок може бути цинкові, алюміневі, магневі та мідні сплави. Маса відливок від 0,001 до 13 кг. Цей спосіб використовується переважно у серійному, менш у масовому виробництві.          

Відцентрове лиття полягає у заливці рідкого металу у обертаючу форму, котра обертається до закінчення кристалізації металу. У цьому випадку, як і при кокільному литті, отримують високу точність розмірів та аналогічний параметр шорсткості. Заготовки вироблюють з чавуна, вуглистих та легованих сталей, інколи з кольорових металів масою від 0,1 до 3000 кг. Застосовується у масовому та середньо серійному типі виробництва.