1 Исходные данные по детали
1.1 Материал – сталь 12Х18Н10Т (по ГОСТ 2590-88). Химический состав:
1.2 Масса детали – 13,5 кг.
2 Исходные данные для расчета
2.1 Масса поковки (расчетная) Gп= 24,3 кг, определяется с учетом массы детали и величины расчетного коэффициента Кр = 1,6 (см. таблицу 2.6)
2.2 Класс точности – Т4 (см. таблицу 2.5 [1], 4.1 [2]).
2.3 Группа стали – М3 (см. п. 2.3 [1], п. 4.2 [2]) при средней массовой доле углерода в стали 0,12%, суммарной массовой доле легирующих элементов – 28-30% .
2.4 Степень сложности поковки – С2 (определяется в соответствии с п. 2.3 [1], таблицей 4.2 [2]).
Размеры описывающей поковку фигуры (цилиндр), мм:
204,75 (195 х 1,05) – диаметр;
212,1 (202 х 1,05) – высота (1,05 – коэффициент, см. п. 2.3).
Масса описывающей фигуры (расчетная) Gф = 55,17 кг.
Соотношение Gп/ Gф = 24,3/55,17 = 0,44, что соответствует степени сложности поковки С1.
2.5 Конфигурация поверхности разъема штампа – П (плоская).
2.6 Исходный индекс – 12 (см. таблицу 2.7 [1], формулу 4.1 [2]).
3 Припуски и кузнечные напуски
3.1 Основные припуски на размеры (см. таблицу 2.8 [1], 4.5 [2]), мм:
2,0 – диаметр 195 мм и шероховатость поверхности 6,3 мкм;
1,8 – диаметр отв. 100 мм и шероховатость поверхности 6,3 мкм;
2,0 – высота 302 мм и шероховатость поверхности 6,3 мкм;
3.2 Дополнительные припуски, учитывающие:
Отклонение от плоскостности – 0,5 мм (см. таблицу 2.10 [1], 4.8 [2]);
Смещение по поверхности разъема штампа – 0,5 мм (см. таблицу 2.9 [1]. 4.7 [2]).
4 Размеры поковки и их допускаемые отклонения.
4.1 Размеры поковки, мм:
диаметр 195 + (2 + 0,5) х 2 = 200 мм, принимается 200;
диаметр отв. 110- (1,8 + 0,5) х 2 = 105,4 мм, принимается 105;
высота 202 + (2+0,5) х 2 = 207, принимается 207 мм;
4.2 Радиус закругления наружных углов (см. таблицу 2.12 [1], 4.9 [2]) на глубину полости ручья штампа, мм:
до 50 мм – не менее 3, принимается 5;
св. 50 – не менее 3, принимается 4.
4.3 Допускаемые отклонения размеров (см. таблицу 2.13 [1], 4.10 [2]), мм:
диаметр 200;
диаметр отв. 105;
высота 207;
Расчет себестоимости заготовок:
а) Прокат с круглым профилем.
б) Штамповка на горизонтально-ковочной машине (ГКМ).
Себестоимость заготовки из проката:
Cзаг = (Мзаг* Сi )/1000- (Мзаг- Мдет)*Сотх /1000,
где Мзаг– масса заготовки, кг;
Сi– стоимость кг проката;
Мдет – масса детали, кг;
Сотх– заготовительная цена на стружку материала.
Мзаг=50,88 кг; Сi=175 руб/кг (ООО «Астраком» г. Ростов-на-Дону).
Мдет=13,5 кг; Сотх= 34 р/кг.
Cзаг = (50.88* 175 000) / 1000 (50.88– 13.5)*34 000 / 1000.
Cзаг =7633 руб.
Себестоимость заготовки штамповки:
Сзаг= (Сi/1000∙Мзаг*kт*kс*kв*kм*kп) - (Мзаг - Мдет)∙Сотх/1000,
где Мзаг– масса заготовки, кг;
Сi– стоимость кг проката;
Мдет – масса детали, кг;
Сотх– заготовительная цена на стружку материала.
Мзаг=39.78 кг; Сi=175 руб/кг (ООО «Астраком» г. Ростов-на-Дону).
Мдет=13,5 кг; Сотх= 34 р/кг.
Значения коэффициентов выбираем по следующим данным:
- в зависимости от точности поковки: kт=1,0 – для заготовок нормальной точности;
- в зависимости от материала: kм=1,0 – для заготовки из 12Х18Н10Т;
- в зависимости от группы сложности штамповки: kс=0,9 – для заготовки 2-ой группы сложности;
- в зависимости от массы заготовки: kв=0,8;
- в зависимости от объема производства: kп=1.
Сзаг=(175 000/1000*39.78*1*1.79*0.9*0.8*1) – (39.78 –13.5)*34 000/1000= 4620руб.
Экономический эффект для сопоставления двух способов получения заготовки может быть рассчитан по формуле:
Эзаг=(Sзаг1- Sзаг2)∙N,
где Sзаг1- стоимость заготовки из проката;
Sзаг2- стоимость заготовки штамповки;
N- годовая программа выпуска.
Эзаг=(7633 -4620)*1000=3 013 000 руб.
Расчет припуска на обрабатываемую поверхность.
Суммарное отклонение Rz и T, характеризующее качество поверхности заготовки из проката , составляет:
Заготовка- Rz =300мкм, T=400мкм
Черновая обработка- Rz =50мкм, T=50мкм.
Чистовая обработка - Rz =30мкм, T=30мкм (см. табл. 4.3[ хз])
Суммарное пространственное отклонение для заготовки данного типа определяется по формуле:
ρ=√ρ2кор+ρ2см.
где ρ кор- коробление отверстия в радиальном направлении.
ρ см- смешение отверстия.
ρ кор=Δ к * D;
где Δк - удельная кривизна заготовок. (см. табл. 4.4[хз])
ρ кор=1*200=200.
ρ=√ρ2кор+ρ2см.
ρ=√2002+12=200 мкм.
Расчет минимальных значений припусков производим, пользуясь основной формулой:
2Zmin=2(Rzi-1+Ti-1+√ρ2i-1+ε2i)
Где εi – погрешность установки .
εi =√1402+0.
εi =140мкм
Минимальный припуск:
Черновое растачивание:
2zmin1=2(300+400+√2002+1402)=2*744 мкм
Чистовое растачивание:
2zmin2=2(50+50+√102+72)=2*112 мкм
Определяем расчетный размер, путем прибавления расчетного минимального припуска каждого технологического перехода.
dр1=110,087- 0,224= 109,863 мм,
dр2=109,863- 1,488 =108,375 мм.
Наибольшие предельные размеры вычисляем прибавлением допуска к округленному наименьшему предельному размеру.
dmax3=110,087 мм. dmin3=110,087- 0.087= 110 мм.
dmax2=109.863 мм. dmin2=109,863- 0,220= 109,643 мм.
dmax1=108,375 мм. dmin1=108,375 – 3,2= 105,175 мм.
Предельные размеры припусков zпpmax определяется как разность наибольших предельных размеров и zпpmin- как разность наименьших предельных размеров предшествующего и выполняемого переходов.
2zпpmin2=224 мкм
2zпpmin1=1488 мкм
2zпpmax2=357 мкм.
2zпpmax1=4468 мкм.
Проводим проверку правильности выполненных расчетов:
2zпpmax2 - 2zпpmin2 = δ1- δ2.
133мкм = 133мкм.
2zпpmax1 - 2zпpmin1 = δ3- δ1.
2980 мкм = 2980 мкм.
Z0ном= Z0min+Вз- Вд.
Z0ном=1712 + 2100 - 87=3725 мм.
dз ном=110-3.72= 106,28 мм.