Технико-экономические показатели процессов обработки металлов давлением

Окончательный выбор наиболее рационального способа изготовления поковки может быть сделан только на основе анализа технико-экономических показателей процессов их изготовления. При этом следует учитывать специфические особенности обработки давлением: высокую металлоемкость - затраты на металл достигают 60 ... 80 % себестоимости готового изделия; высокую стоимость штамповой оснастки - затраты на оснастку составляют 10 ... 15 % себестоимости поковок; значительные энергоемкость и стоимость основного технологического оборудования ит.п.

В соответствии с этим основными технико-экономическими показателями при выборе способа получения поковки являются показатели эффективности использования металла: коэффициент использования металла k_и и коэффициент точности заготовки k_п.

Коэффициент использования металла оценивают как отношение массы готовой детали к массе исходной заготовки (при ковке и объемной штамповке исходной является заготовка, поступающая на операцию нагрева; при листовой штамповке - полоса или лента, поступающая на операцию штамповки).

Величина k_и в различных видах обработки давлением изменяется в широких пределах: при ковке k_и имеет среднее значение 0,35; при горячей объемной штамповке ~ 0,5; при листовой ~ 0,65 и при прокатке k_и может достигать 0,9 и выше.

Коэффициент точности поковки k_п определяют как отношение массы готовой детали к массе поковки, из которой ее изготовляют. Таким образом, k_п характеризует степень приближения формы и размеров поковки к форме и размерам детали, т.е. объем последующей механической обработки. Например, для одной и той же детали а k_п может принимать значения при ковке 0,3; при штамповке на молоте в открытом штампе -0,44; при штамповке на КГШП в закрытом штампе 0,5; при штамповке на ГКМ в закрытом штампе с двумя плоскостями разъема-0,55.

Коэффициенты k_и и k_п не всегда дают однозначную оценку эффективности анализируемых процессов обработки металлов давлением, так как без учета программы выпуска и затрат на оснастку, трудоемкости и других факторов нельзя дать достоверный ответ, какой из способов получения поковки эффективнее. Поэтому при анализе технико-экономических показателей рассматривают кроме натуральных (k_и и k_п) стоимостные показатели, в частности себестоимость детали, которая включает стоимость поковки и ее механической обработки. Отходы при механической обработке по сути являются результатом больших припусков и напусков в заготовке, и чем позже по ходу технологического процесса металл удаляется в отход, тем больше относительные стоимостные потери на единицу массы металла. Снижение себестоимости детали в наибольшей степени достигается при увеличении коэффициента точности заготовки k_п.

Развитие обработки металлов давлением определяется главным образом расширением применения способов с высокими технико-экономическими показателями. Более высокие значения коэффициентов использования металла и точности достигаются в процессах штамповки в закрытых штампах с несколькими плоскостями разъема; при горячем и холодном выдавливании, в процессах поперечно-клиновой прокатки.

Увеличение коэффициента использования металла, внедрение металлосберегающих технологий связаны обычно с увеличением затрат на оснастку и оборудование, которые окупаются при достаточной серийности выпуска детали. Повышение серийности на базе специализации производства облегчает применение средств автоматизации, повышающих производительность и уменьшающих трудоемкость. Примерами таких средств автоматизации, применяемых в массовом производстве являются роторные и поточные автоматические линии, станы непрерывной прокатки и т.п.. Для достижения высокой производительности и низкой себестоимости изготовления изделий серийного выпуска создаются гибкие автоматические модули и участки, позволяющие на одном оборудовании производить многономенклатурную продукцию.

При решении вопроса о выборе рациональных способов изготовления поковок необходимо учитывать также факторы техники безопасности и охраны окружающей среды.