Файл: Системы автоматизированного проектирования технологических процессов..pdf

ГЛАВА 6. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ПО МЕТОДУ СИНТЕЗА

6.1.Выбор исходной заготовки и метода ее изготовления

6.1.1.Общие положения выбора заготовки

При выборе заготовки для данной детали назначают метод ее получе­ ния, определяют конфигурацию, размеры, допуски, припуски на обработку и формируют технические условия на изготовление. Конфигурация заго­ товки вытекает из конструкции детали и определяется ее размерами и мате­ риалом, условиями работы детали в машине с учетом статических, динами­ ческих, температурных и других нагрузок.

Перечислим факторы, влияющие на выбор метода изготовления заго­ товки:

1. Технологическая характеристика материала, его свойства, опреде­ ляющие возможность применения литья, пластической деформации, сварки, порошковой металлургии.

Так, низкая жидкотекучесть и высокая склонность материала к усадке исключают его применение для литья в кокиль или литья под давлением изза низкой податливости металлических форм. Сплавы, склонные к ликвации (неоднородность по химическому составу в сечении отливки), не применя­ ют для центробежного литья и литья под давлением. Склонность сплава к поглощению газов обусловливает пористость поверхности отливок, что ис­ ключает изготовление отливки с гладкой, чистой поверхностью. Для дефор­ мируемых материалов технологической характеристикой является пластич­ ность, а для заготовок, получаемых сваркой или порошковой металлургией,

-свариваемость материалов.

2.Физико-механические свойства материала в процессе формоизме­ нения. С целью их повышения в процесс вводят методы, обеспечивающие изготовление поковок с мелкозернистой и направленной волокнистой струк­ турой, создают направленную кристаллизацию путем охлаждения форм, вакуумируют сплавы, используют комбинированные заготовки, позволяющие изготавливать ншруженные элементы конструкций из легированной стали, применяют другие мероприятия, вызывающие структурные изменения мате­ риала заготовки.

3.Конструктивная форма, размеры детали, ее масса. В процессе обра­ ботки детали на технологичность конструктивные формы упрощают для реа­ лизации выбранного метода изготовления исходной заготовки, проверяют соответствие напусков, уклонов, сопряжений, толщины стенок, правильность выбора разъемов штампов и форм. Основная цель при этом - обеспечение возможности беспрепятственного заполнения металлом формы или штампа и последующего легкого извлечения заготовки.

Размеры детали, ее масса имеют решающее значение при выборе ряда прогрессивных методов, таких как литье под давлением, в кокиль, по вы-

151

ллавляемым моделям, горячая объемная штамповка. Их применение ограни­

чено техническими возможностями метода.

4. Объем выпуска. В единичном и мелкосерийном производстве в каче­ стве заготовок применяют отливки, изготовленные в песчано-глинистых формах, поковки, полученные ковкой, и заготовки из горячекатаного прока­ та. Все они имеют большие припуски и напуски. Стоимость материала заго­ товки составляет до 50 % себестоимости детали.

В крупносерийном и массовом производствах применяют заготовки, изготовленные специальными методами, которые уменьшают припуски на механическую обработку в среднем на 25 - 30 %.

5, Наличие технологического оборудования литейного, кузнечного, сварочного и других производств, возможность получения заготовок от спе­ циализированных заводов по кооперации.

В производственных условиях технологи заготовительного и механи­ ческого цехов могут встретиться с ситуацией, когда выбор заготовки предо­ пределен, т.е. метод изготовления заготовки задан конструктором, а технолог лишь уточняет его. Такая ситуация характерна для массового, крупносерий­ ного и серийного производств и является результатом длительного совмест­ ного труда конструктора с технологами механического и заготовительного цехов, основанным на опыте работы аналогичной детали в процессе эксплуа­ тации машины с учетом ее доработок и доводок.

Вторая ситуация характерна для единичного и мелкосерийного произ­ водств, когда выбор заготовки конструктор оставляет за технологом.

Исходными данными для выбора заготовки являются чертеж детали с указанием ее конфигурации, размеров, материала, технических условий, дан­ ные об объеме выпуска, нормативные материалы, В первую очередь рас­ сматривают технологические возможности материала, влияние степени его легирования на технологические характеристики.

Если материал детали обладает литейными свойствами и в то же время хорошо обрабатывается давлением, то выбор метода изготовления заготовки связывают с обеспечением заданного качества детали, т.е. с техническим ус­ ловием на изготовление.

В результате анализа исключают многие методы, устанавливают сте­ пень технического совершенства принятых решений, выбирают возможные варианты, уточняют их. Для полной оценки вариантов, если располагают ма­ териалами, выполняют технико-экономический анализ, критерием которого является себестоимость. Варианты сравнивают по изменяющимся статьям за­ трат: стоимости материала, инструмента, технологической оснастки (штам­ пы, пресс-формы, формы, модели), оборудования; заработной плате; элек­ троэнергии.

Опыт показывает, что в большинстве вариантов затраты на материал при определении себестоимости заготовки являются определяющими и зави­ сят от потерь металла, которые достаточно велики. В станкостроении потери металла при производстве отливок средней сложности из стали и чугуна со­ ставляют 35 —54 %, а при обработке давлением 5 —37 %, Особенно велики

152