Технико-экономическое обоснование выбора заготовки

 

1) Заготовка из проката. Согласно точности и шероховатости поверхностей обрабатываемой детали определяем промежуточные припуски по таблицам. За основу расчёта промежуточных припусков принимаем наружный диаметр детали Ø 20  мм. Устанавливаем предварительный маршрутный технологический процесс обработки поверхности детали Ø 20 . Обработка поверхности диаметром 20 мм – производят в жёстких центрах. Технологический маршрут обработки данной поверхности:

Операция 005. Токарная черновая

010. Токарная чистовая

При черновом точении припуск на обработку составляет 4 мм, а при чистовом – 2 мм. Определяем промежуточные размеры обрабатываемых поверхностей согласно маршрутному технологическому процессу:

На токарную операцию 005:

 

D_р.005=D_н+2Z₀₁₀=20+2=22 мм                                          (3.1)

 

Расчётный размер заготовки:

 

D_р.з.=D_р.005+2Z₀₀₅=22+4=26 мм                                                 (3.2)

 

По расчётным данным заготовки выбираем необходимый размер горячекатаного проката обычной точности по ГОСТ 2590–71.

Круг 26 – В-ГОСТ 2590 – 71

45 – б – ГОСТ 14034 – 74

Отклонения для диаметра 26 мм равны .

Припуск на обработку 2^х торцовых поверхностей заготовки равен 1, 4 мм.

Общая длина заготовки:

 

L_з=L_д+2Z_подр.=55+1, 4=56, 4 мм                                                 (3.3)

Исходя из предельных отклонений, общую длину заготовки округляем до целых единиц. Принимаем длину заготовки 57 мм. Объём заготовки определяем по плюсовым допускам:

 

V_з=p·D²_з.п.·L_з/4=3, 14·2, 64²·5, 7/4=31, 185 см³                           (3.4)

 

Массу заготовки определяем по формуле:

 

G_з=gV_з=0, 0075× 31, 185=0, 245 кг                                              (3.5)

 

Выбираем минимальную длину проката для изготовления заготовки. Потери на зажим заготовки L_заж принимаем 20 мм. Заготовку отрезают на ножницах. Это самый производительный и дешёвый способ. Длину торцового обрезка проката определяем из соотношения:

 

L_о.т.=(0, 3¸ 0, 5) d=0, 3× 26=7, 8 мм                                                (3.6)

 

Число заготовок, исходя из принятой длины проката по стандартам, определяется по формуле:

1. Из проката длиной 4 м:

 

X₄=(L_пр+L_заж+L_о.т.)/(L_з+L_р)=(4000–20–7, 8)/(57+3)=66, 2 шт.        (3.7)

 

Получаем 66 заготовок из данной длины проката.

2. Из проката длиной 7 м:

X₇=(L_пр+L_заж+L_о.т.)/(L_з+L_р)=(7000–20–7, 8)/(57+3)=116, 2 шт.

Принимаем 116 заготовок из данной длины проката. Остаток длины (некратность) определяется в зависимости от принятой длины проката:

1. Из проката длиной 4 м:

L_НК4=L_пр–L_о.т.–L_заж–L_з× X₄=4000–7, 8–20–57× 66=210, 2 мм        (3.8)

 

Или

П_НК4=(L_НК× 100)/L_пр=210, 2× 100/4000=5, 25%

2. Из проката длиной 7 м:

 

L_НК7=L_пр–L_о.т.–L_заж–L_з× X₇=7000–7, 8–20–57× 116=360, 2 мм      (3.9)

 

Или

П_НК7=(L_НК× 100)/L_пр=360, 2× 100/7000=5, 14%

Из расчётов на некратность следует, что прокат длиной 7 м для изготовления заготовок более экономичен, чем прокат длиной 4 м.

Потери материала на зажим при обрезке по отношению к длине проката составят:

 

П_заж=(L_заж× 100)/L_пр=20× 100/7000=0, 285%                                          (3.10)

 

Потери материала на длину торцового обрезка проката в процентном отношении к длине проката составят:

 

П_о.т.=L_о.т.× 100/L_пр=7, 8× 100/7000=0, 11%                                    (3.11)

 

Общие потери к длине выбранного проката:

 

П_п.о.=П_нк+П_о.т.+П_заж=5, 14+0, 11+0, 285=5, 535%                        (3.12)

 

Расход материала на одну деталь с учётом всех технологических неизбежных потерь определяем по формуле:

G_з.п.=G_з(100+П_п.о.)/100=0, 245 (100+5, 535)/100=0, 258 кг        (3.13)

 

Коэффициент использования материала:

 

К_и.м.=G_д/G_з.п.=0, 099/0, 258=0, 38                                                (3.14)

G_д=g× V_д=0, 00785× 12, 55=0, 099 кг                                             (3.15)

V_д=pD_д1²L_д1/4 + pD_д2²L_д2/4=12, 55 см²                                       (3.16)

 

Стоимость заготовки из проката:

 

С_з.п.=С_м× G_з.п. – (G_з.п.–G_д)× (С_отх/1000),                                         (3.17)

 

где

 

С_м – цена 1 кг материала заготовки, руб.;

С_отх – цена 1 т отходов материала, руб.

С_м=147× 20/1000=2, 94 руб./кг

С_отх=33× 20/1000=0, 66 руб./кг

С_з.п.=2, 94× 0, 258 – (0, 258–0, 099) × 0, 66=0, 758–0, 159× 0, 66=0, 65 руб.

2) Заготовка изготовлена методом горячей объёмной штамповки на горизонтально-ковочной машине (ГКМ).

Степень сложности – С1. Точность изготовления поковки – класс I, группа стали – М1.

Припуски на номинальные размеры детали назначают по таблице. Припуски на обработку заготовок, изготавливаемых горячей объёмной штамповкой, зависят от массы, класса точности, группы стали, степени сложности и шероховатости заготовки. На основании принятых припусков на размеры детали определяем расчётные размеры заготовки:

D₁=D_н+2z=10+2× 1, 5=13 мм                                                      (3.18)

D₂=D_н+2z=20+2× 1, 2=22, 4 мм                                                   (3.19)

L₁=L_д+2z=20+2, 4=22, 4 мм                                                       (3.20)

L₂=L_д+2z=35+2, 4=37, 4 мм

 

Допуски на размеры заготовки:

Ø 13 ; Ø 22, 4 ; 22, 4 ; 37, 4

Разрабатываем эскиз на штампованную заготовку:

 

Рис. 3.1

 

Для определения объёма штампованной заготовки условно разбиваем фигуру заготовки на отдельные простые элементы и проставляем на них размеры с учётом плюсовых допусков:

 

Рис. 3.2

Определяем объём отдельных элементов заготовки:

 

V₁=pD₁²L₁/4=3, 14× 1, 37²× 2, 31/4=3, 403 см³                                         (3.21)

V₂=pD₂²L₂/4=3, 14× 2, 31²× 3, 81/4=15, 959 см³                              (3.22)

 

Общий объём заготовки:

 

V_общ=V₁+V₂=3, 403+15, 959=19, 362 см³                                   (3.23)

 

Масса штампованной заготовки:

 

G_з.ш.=g× V_общ=0, 00785× 19, 362=0, 152 кг                                     (3.24)

 

Принимая неизбежные технологические потери (угар, облой и т.д.) при горячей объёмной штамповке равными 10%, определяем расход материала на одну деталь:

 

G_з.п.=G_з.ш.(100+П_ш)/100=0, 152× (100+10)/100=0, 167 кг                     (3.25)

 

Коэффициент использования материала на штампованную заготовку:

 

К_и.м.=G_д/G_з.п.=0, 135/0, 167=0, 81                                                (3.26)

 

Стоимость штампованной заготовки:

 

С_з.ш.=(С_М× G_з.п.) – (G_з.п.–G_д)× (С_отх/1000)                                      (3.27)

 

где

С_М – цена 1 кг материала заготовки, руб.;

С_отх – цена 1 т отходов материала, руб.

С_М=638× 20/1000=12, 76 руб./кг

С_отх=33× 20/1000=0, 66 руб./кг

С_з.ш.=12, 76× 0, 167 – (0, 167–0, 135)× 0, 66=2, 131–0, 021=2, 11 руб.

Годовая экономия материала от выбранного варианта изготовления заготовки:

 

Э_м=(G’_з.п.–G»_з.п.)× N=(0, 258–0, 167)× 80000=7280 кг                  (3.28)

 

Экономический эффект (выбранного вида) изготовления заготовки:

 

Э=(С_з.ш.–С_з.п.)× N=(2, 11–0, 68)× 80000=114400 руб.                   (3.29)

 

Технико-экономические расчёты показывают, что заготовка, полученная методом горячей объёмной штамповки на горизонтально-ковочной машине, более экономична по использованию материала, чем заготовка из проката, однако по себестоимости штампования заготовка дороже, поэтому принимаем заготовку из горячекатаного круглого проката обычной точности.

12Следующая ⇒

Поделиться: