1.4. Выбор метода получения заготовки

Выбор и заказ исходных заготовок являются одной из важ­нейших функций технологической подготовки производства (ТПП) изделий машиностроения. Ее выполняют в пол­ном объеме только в случаях, если исходная заготовка не задана конструктором изделия директивно, а технологические возможно­сти предприятия и имеющиеся производственные ресурсы допускают выбор альтернативных видов и способов изготовления исходных заготовок. На предприятиях, имеющих собственное заготовитель­ное производство различных видов, выбор заготовок, разработку их конструкции и технологии изготовления, а также оформление соответствующего заказа выполняют технологические службы за­готовительного производства. Однако для относительно неслож­ных заготовок указанные действия выполняют зачастую работни­ки технологических служб механосборочных цехов, что особенно характерно для технологической подготовки многономенклатур­ного производства единичного и серийного типов.

1.4.1. Выбор вида заготовки

Основные признаки, используемые при выборе вида заготовки (см. таб. 3.1, Кондаков):

1)Форма детали: сложная (деталь ограничена, кроме прочих, фасонными поверхностями, имеет обширные внутренние полости, в том числе, глухие.

Приоритетные виды заготовок: О, СК, ОД.

2)Заготовительные свойства материала:

- литейные свойства: неудовлетворительные

Вид заготовки: (О)

- обрабатываемость давлением: удовлетворительная

Вид заготовки: ОД, П, ПМ

- свариваемость: удовлетворительная

Вид заготовки: СК

- обрабатываемость резанием: неудовлетворительная

Вид заготовки: О, СК, ОД

3)Основные требования к материалу детали: нет

Вид заготовки: -

4)Удельная стоимость материала: высокая

Вид заготовки: О, ОД, ПМ

5)Ответственность: высокая

Вид заготовки: ОД, П

6) Тип производства: серийное

Вид заготовки: П, ОД, СК, О

Результаты выбора вида заготовки сводим в таблицу 3:

Таблица 3

Результаты выбора вида заготовки для детали

Признак / вывод	Оценка	Ряд видов заготовок
Форма детали	сложная	О, СК, ОД
Заготовительные свойства материала: литейные обрабатываемость давлением свариваемость обрабатываемость резанием	неудовлетворительные удовлетворительная удовлетворительная удовлетворительная	(О) ОД, П, ПМ СК П, ПМ
Особые требования к материалу детали	нет	-
Удельная стоимость материала	высокая	О, ОД, ПМ
Ответственность детали	высокая	ОД, П
Тип производства	серийное	П, ОД, СК, О
Вывод	Вид заготовки – обработка давлением

Обозначения: О- отливка; ОД – обработка давлением; П - прокат; СК – сварная или комбинированная; ПМ – порошковая металлургия; ( ) – исключаются.

1.4.2. Заготовки, получаемые обработкой давлением

Обработке давлением подвергают до 90 % выплавляемой ста­ли и до 55 % (по массе) цветных сплавов. При выборе способа обработки давлением исходят из: класса детали; массы детали (заготовки); габаритных размеров; наличия отверстий в боковых стенках; наличия внутренних полостей и фланцев; заданных значений показателей качества заготовки.

Минимизировать объем последующей механической обработ­ки возможно при изготовлении поковок на ротационно-ковочных машинах. Того же эффекта можно достичь при использовании ме­ханических прессов двойного действия или многоступенчатых прессов, предназначенных для штамповки в разъемных матрицах. Применение чеканочных прессов позволяет также до минимума сократить припуски на последующую механическую обработку.

Сравним два способа получения заготовки обработкой давлением: ковку и горячую штамповку.

На выбор способа обработки давлением сильно влияет объем партии планирующихся к изготовлению заготовок (табл. 3.10, Кондаков).

Группа сложности заготовки, исходя из объёма партии – I.

Ковку применяют для получения заготовок простой формы, массой до 250 т с большими напусками. С применением подклад­ных штампов (закрытых и открытых) получают поковки массой до 150 кг (главным образом мелкие - до 5 кг) с относительно слож­ной формой, без напусков. Поковки массой до нескольких сотен килограммов изготовляют из проката на ковочных молотах.

Фасонные поковки массой свыше 100 кг и простые поковки массой свыше 750 кг предпочтительно изготовлять на гидравли­ческих прессах.

В единичном и мелкосерийном производстве рационально из­готовление ковкой мелких (массой 0,2...20 кг) и средних (массой 20...350 кг) поковок.

Коэффициент массовой точности поковок не превышает 0,3...0,4, что вызывает большой объем механической обработки. Поэтому в условиях мелкосерийного производства рекомендуется применять несложные подкладные штампы, групповую или сек­ционную штамповку.

При партиях поковок одного наименования более 30...50 шт применяют открытые или закрытые подкладные штампы. Это по­зволяет получать поковки относительно сложной формы без на­пусков с припусками и допусками на 15...20 % меньше, чем при ковке универсальным инструментом.

Подкладные штампы приме­няют для получения поковок массой до 150 кг, но преимуществен­но до 10... 15 кг.

Припуски и допуски на поковки из углеродистой и легиро­ванной сталей при ковке на молотах устанавливают по ГОСТ 7829-70, а при ковке на прессах - по ГОСТ 7062-90.

Основные характеристики предмета производства при ковке (табл. 2.29, Кондаков): форма заготовки – средней сложности, при среднесерийном производстве, при массе – до 250 т.

Основные показатели качества поковок ( табл. 2.30, Кондаков):

- способ ковки: на молотах и прессах

- допуски основного размера, мм: 3,0…30,0

- параметр шероховатости R_z, мкм: 80..320

Преимущества ковки по сравнению с другими способами получения заготовок:

1. Возможность изготовления крупногабаритных поковок массой несколько сотен тонн, получение которых другими способами невозможно, причем при обработке таких поковок используется сравнительно маломощное оборудование, так как обработка ведется деформированием отдельных участков заготовки.

2. Применение универсального оборудования и универсальной оснастки позволяют получать поковки широкого ассортимента.

3. При ковке значительно улучшается качество металла, повышаются его механические свойства, особенно пластичность и ударная вязкость.

К недостаткам ковки относят: низкую производительность, значительную трудоемкость изготовления поковок, особенно на прессах; большие напуски, припуски и допускаемые отклонения размеров поковки, что приводит к увеличению объема механической обработки и расхода металла.

Ковка обеспечивает высокую плотность и прочность материала, поэтому ее рекомендуют для получения заготовок высоконагруженных деталей: роторов гидротурбин, валов, дисков турбин, колес и др.

Ковкой возможно получение заготовок не только из черных, но и из титановых сплавов.

Горячая штамповка выполняется на молотах и прессах в от­крытых и закрытых штампах, выдавливанием, гибкой, с примене­нием различных процессов.

Горячей объемной штамповкой получают заготовки ответственных деталей изделий всех отраслей машиностроения.