Определение технологичности изготовления детали по критерию «Коэффициент использования материала»

Цель работы: для заданной детали определить наиболее технологичный вариант изготовления из трех типов заготовок:

- из готового сортамента;

- полученных методом литья;

- полученных методом штамповки.

В качестве критерия технологичности принять «Коэффициент использования материала (КИМ)».

В структуре себестоимости продукции материальные затраты достигают 50% и более. Поэтому актуальным является критерий материалоемкости продукции КИМ.

Коэффициент использования материала (КИМ).

КИМ= , (3.1)

где М– полезный расход, т.е. материал, составляющий готовую деталь;

Н_р- общий расход материала, включая потери и отходы в процессе изготовления (масса заготовки).

В качестве детали принимается деталь, представленная на рис.1.1

В качестве заготовок принимаются те же 3 варианта, что и в лабораторных работах №1,2.

L1

L4

L6

D6

D5

D4

L5

L3

L2

D3

D2

D1

Рисунок 1.1 – Геометрия детали

В таблице 1.2 даны геометрические параметры детали для нескольких вариантов расчетов.

Таблица 1.2 – Геометрические параметры детали, мм

Вариант

Д1

Д2

Д3

Д4

Д5

Д6

L1

L2

L3

L4

L5

L6

Готовый сортамент в виде прутка выпускается согласно принятых стандартов, представлен в таблице №1.

Таблица 1 - Стандартные размеры круглого сортового проката (ГОСТ 2590-88)

Стандартные диаметры круглого проката, мм

60, 62, 63, 65, 67, 68, 70, 72, 75, 78, 80, 82, 85, 87, 90, 92, 95, 97, 100, 105, 110, 115, 120, 125, 130, 140, 150,

При выборе диаметра прутка необходимо принимать число из размерного ряда, представленного в таблице, следующего за наибольшим размером детали ( ).

Принять, что припуск на последующую обработку для боковых поверхностей заготовки, полученной методом литья, составляет 5 мм. Припуск учесть только для диаметров. Считать, что линейные размеры изготовлены без припуска на последующую механическую обработку. Таким образом диаметры заготовки составят = + 2×5мм

Принять, что припуск на последующую обработку для боковых поверхностей заготовки, полученной методом штамповки, составляет 3 мм. Припуск учесть только для диаметров. Считать, что линейные размеры изготовлены без припуска на последующую механическую обработку. Таким образом диаметры заготовки составят = + 2×3мм

При изготовлении детали из сортового проката, представленной на рисунке 1.1, необходимо определить длину заготовки по формуле

L₃ = L_д+ 2а + в, (3.2)

где L₃ и L_д – длина заготовки и детали соответственно;

а – припуск на механическую обработку торца, принимаем а = 1 мм;

в – ширина реза при разрезке сортового проката на заготовки, принимаем в = 3 мм.

Зная длину заготовки, можно определить число деталей, изготавливаемых из одного прутка:

n = (L_np– u) / L3, (3.3)

где L_np – стандартная длина прутка (ГОСТ 2590-70), L_np= 3650 мм;

u – величина отходов на зажим заготовки в патроне станка, l =35мм.

После определения n число округляется до целого в меньшую сторону. Затем определяем усредненную массу заготовки с учетом всех отходов:

Н_р= М_пр/ n = p∙ Д_з²_станд. ∙ L_пр∙ ρ/ 4n (3.4)

где М_пр – масса прутка;

Д_зстанд – стандартный диаметр стандартной заготовки, который был определен в разделе 2;

ρ – плотность материала заготовки.

Принимаем в качестве материала заготовки сталь Ст 45, ρ = 7,8 г/см³.

В случае выбора в качестве заготовки поковки или штамповки норма расхода материала может быть определен следующим образом:

Н_р= , (3.5) , где

– масса i- го объема заготовки.

М – масса готовой детали;

М_отх – масса отходов;

М_{отх =} Н_р- М (3.6)

По формуле (3.1) определяется КИМ для 3- х типов заготовок.

Порядок выполнения работы:

1) ознакомиться с методическими рекомендациями;

2) провести расчет по определению массы заготовки для трех вариантов изготовления: при использовании готового сортамента и при изготовлениилитьем и штамповкой;

3) определить массу отходов для трех вариантов;

4) определить КИМ;

5) определить процентное содержание отходов для трех технологий изготовления деталей;

6) провести анализ чистового расхода материалов и отходов для трех вариантов заготовок. Сделать выводы по экономии материалов для различных технологий изготовления заготовок и по технологичности изделий.

Лабораторная работа №4 (4 часа)