1.2. Условия, определяющие выбор способа

получения заготовки

Выбор способа получения заготовки - сложная, подчас трудно разрешимая задача, так как часто различные способы могут надежно обеспечить технические и экономические требования, предъявляемые к детали. Оценку целесообразности и технико-экономической эффективности применения того или иного способа необходимо производить с учетом всех его недостатков и преимуществ.

Все факторы, влияющие на себестоимость производства в машиностроении, делятся на три группы: конструктивные факторы, т.е. конструктивное решение самой детали, обеспечивающее приемлемость ее изготовления обработкой давлением, литьем, сваркой, выбор марки материала и технических условий; производственные факторы, т.е. характер и культура производства, технологическая оснащенность, технологические и организационные уровни производства; технологические факторы, характеризующие способ формообразования заготовки, выбор самой заготовки, оборудования и технологического процесса получения детали.

Все три группы факторов взаимосвязаны и оказывают существенное влияние на себестоимость изделий, так как способ получения заготовки в значительной мере предопределяется конструкцией детали, ее материалом, а также характером производства, его технологическим и организационным уровнем. И то, насколько полно в заготовке учтено влияние факторов, позволяет судить о технологичности заготовки. Под технологичностью заготовки в данном случае понимается, насколько данная заготовка соответствует требованиям производства и обеспечивает долговечность и надежность работы детали при эксплуатации.

Оптимальное решение при выборе заготовки может быть найдено только при условии комплексного анализа влияния на себестоимость всех факторов, при обязательном условии положительного влияния способа получения заготовки на качество изделия.

Наиболее часто при выборе заготовки учитываются следующие факторы:

- Тип производства. Для мелкосерийного и единичного производства в качестве заготовок используют прокат, отливки, полученные в песчано-глинистых формах, и поковки, полученные ковкой. Эти заготовки имеют большие припуски и напуски, что приводит к увеличению трудоемкости из-за низкой технологической оснащенности.

При крупносерийном и массовом производстве используют заготовки, полученные горячей объемной штамповкой, кокильным литьем, под давлением, в оболочковые формы и по выплавляемым моделям. Использование этих заготовок позволяет сократить припуски на механическую обработку и снизить трудоемкость изготовления деталей.

- Материал детали. При использовании технологического метода обработки давлением необходимо учитывать технологическую пластичность. Пластичность снижается с повышением массовой доли углерода и легирующих элементов. Чем ниже пластичность, тем сложнее получить качественную заготовку, тем сложнее технологический процесс, тем выше себестоимость детали. Так, при изготовлении поковок из высокопрочных сплавов осуществить заданную степень деформации за один нагрев не удается, поэтому используется промежуточный нагрев, что повышает себестоимость и трудоемкость изготовления поковки.

При получении отливок также необходимо учитывать технологические свойства сплавов. Например, если материал обладает пониженными литейными свойствами (низкая жидкотекучесть), не рекомендуется применять для получения отливок такие способы, как кокильное литье или литье под давлением из-за низкой податливости литейных форм и возникновения литейных напряжений, что вызывает коробление отливки и возможность появления трещин.

Сплавы на основе алюминия нежелательно применять для получения заготовок литьем под давлением из-за значительного поглощения газов и образования раковин. Для центробежного литья не рекомендуется применение сплавов, склонных к ликвации.

При выборе заготовок для ответственных, тяжело нагруженных деталей в качестве заготовок целесообразно использовать поковки, поскольку при

обработке давлением создается мелкозернистая, направленная волокнистая структура, повышающая физико-механические свойства материала.

- Масса, размеры и форма детали. Известно, что на удельную трудоемкость механической обработки заготовки резанием (и тем самым на себестоимость детали) существенное влияние оказывает масса детали. Удельная стоимость отливок и поковок растет с уменьшением их массы, особенно резко при массе до 20 кг. Эта закономерность является общей для всех способов получения и обработки заготовок. Обработку резанием необходимо исключить для тех деталей, которые могут быть получены в заготовительном производстве экономически более выгодными способами.

Иногда размеры детали играют решающую роль при выборе способа получения заготовки. Так, для многих способов литья (по выплавляемым моделям, кокильное литье, литье под давлением) размеры отливки ограничены техническими возможностями применяемого оборудования и инструмента. Массой поковки до 1 ООО кг ограничено также использование оборудования для горячей объемной штамповки.

- Качественно-точностные характеристики заготовок. Использование прецизионных способов получения обеспечивает точность и хорошее качество рабочих поверхностей заготовки. Так, некоторые процессы ковки и штамповки позволяют получать заготовки, шероховатость поверхности и точность размеров которых соответствуют достигаемым при обработке резанием, а в отдельных случаях — и при финишных операциях (шлифовании). Специальные виды штамповки (калибровка, холодное выдавливание) обеспечивают получение готовых деталей (заклепки, гайки, болты и пр.) и деталей машин, пригодных для сборки без дополнительной обработки резанием. Большинство специальных видов литья (кокильное, литье в оболочковые формы, под давлением, по выплавляемым моделям, с кристаллизацией под давлением и др.) позволяют получить достаточно качественные отливки с точностью, соответствующей 12-15-му квалитетам, и параметром шероховатости Ra = 6,3-3,2 мкм.

- Характеристики имеющегося оборудования. При получении заготовок обработкой давлением необходимо учитывать возможности оборудования, которые являются определяющим моментом. Например, наличие радиально-обжимных машин позволяет получать ступенчатые заготовки практически без механической обработки резанием, того же эффекта можно добиться при наличии механических прессов двойного действия или гидравлических многоступенчатых прессов, предназначенных для штамповки деталей в разъемных матрицах. При наличии чеканочных прессов использование калибровки позволяет значительно уменьшить припуск на механическую обработку.