Влияние технологических и производственных факторов

Технологические факторы влияют на выбор вида заготовки, способ ее формообразования и технологический процесс последующей обработки, они в существенной мере определяют себестоимость производства в машиностроении. Заготовка считается технологичной в случае соответствия требованиям производства, обеспечения долговечности и надежности работы детали при эксплуатации. Выпуск технологичной заготовки в заданных масштабах производства обеспечивает минимизацию производственных затрат, себестоимости, трудо- и материалоемкости, и, тем самым, конкурентоспособность выпускаемой продукции.

Наиболее широко в машиностроении для получения заготовок применяют следующие методы формообразования: литье, обработку металлов давлением и сварку, а также комбинации этих методов. В свою очередь технические и экономические требования, предъявляемые к детали, могут быть обеспечены различными способами получения заготовки определенным методом. Например, отливки можно получать литьем в песчано-глинистые формы, в кокиль, в оболочковые формы, под давлением и т. д.

При выборе метода необходимо ориентироваться в первую очередь на материал детали и требования к нему, изложенные на чертеже и обеспечивающие служебные качества детали. Например, если материал детали чугун, то заготовка должна быть получена методом литья, так как чугуны практически не обладают пластическими свойствами. В то же время ответственные детали с высокими требованиями к их структуре и механическим свойствам изготавливают из стальных заготовок, полученных обработкой давлением.

Рассмотрим основные факторы, влияющие на выбор способа получения заготовки.

Характер производства. Для мелкосерийного и единичного производства характерно использование заготовок из горячекатаного проката или полученных универсальными технологическими способами: литьем в песчано-глинистых формах, свободной ковкой. Для таких заготовок характерны большие припуски на обрабатываемые размеры, значительный объем последующей механической обработки. В структуре себестоимости заготовки велика доля затрат на основные материалы (до 50%) и заработную плату (до 30 – 35%).

В условиях крупносерийного и массового производства рентабельны такие способы производства заготовок, как горячая объемная штамповка, литье в кокиль и под давлением, в оболочковые формы и по выплавляемым моделям, возможные только при высокой технологической оснащенности. Применение этих способов значительно сокращает припуски на механическую обработку (в среднем на 25 – 30% по отношению к массе заготовки), снижает трудоемкость изготовления детали. В структуре себестоимости заготовки возрастает доля затрат на технологическое оснащение.

Материалы и требования, предъявляемые к качеству детали. Материалы для изготовления деталей, выбираются на стадии конструирования изделия из условия обеспечения конструктивных и эксплуатационных свойств деталей в сочетании с необходимыми технологическими свойствами – ковкостью, свариваемостью, жидкотекучестью (для литейных технологий), обрабатываемостью резанием.

Чем ниже пластичность материала, тем сложнее и дороже получить качественную заготовку методом давления. Так, при изготовлении поковок из труднодеформируемых высокопрочных сплавов для достижения нужной степени деформации используются промежуточные нагревы, что существенно увеличивает трудоемкость их изготовления.

Если материал обладает пониженными литейными свойствами, не рекомендуется применять при изготовлении из него отливок такие методы, как литье в металлические формы (кокили), литье под давлением, так как в жестких литейных формах возможно возникновение коробления, литейных напряжений и трещин.

Для ответственных, тяжело нагруженных деталей целесообразно использование в качестве заготовок поковок, полученных ковкой или штамповкой, поскольку в процессе деформирования создается мелкозернистая, направленная волокнистая структура, повышающая физико-механические свойства металла.

Размеры, масса и конфигурация детали. Размеры детали в ряде случаев играют также решающую роль. Например, для литья по выплавляемым моделям, в кокиль, под давлением размеры отливки ограничены техническими возможностями применяемого оборудования и оснастки. Точно так же на имеющемся универсальном оборудовании для горячей объемной штамповки, как правило, нет возможности получения поковок массой более 350 кг. Крупногабаритные заготовки выполняют сварными или сварно-литыми, сварно-штампованными.

Точность и качество поверхности заготовок. Использование точных способов обеспечивает достаточную точность размеров и малую шероховатость поверхности. Усовершенствованные виды литья и штамповки позволяют получать заготовки с точностью размеров и шероховатости поверхностей, достигаемых при механической обработке. Сюда относятся специальные виды литья (в кокиль, по выплавляемым моделям, под давлением и др.), такие способы обработки давлением как калибровка, чеканка, холодное выдавливание.

Лекция 2

Поиск по сайту: