Основные технико-экономические положения к выбору способа получения заготовок обработкой давлением

При выборе способа получения заготовок обработкой давлением необходимо учитывать специфические особенности, обусловливающие выбор оптимального технологического варианта:

1) затраты на металл составляют 60…80% от себестоимости поковки;

2) значительная энергоемкость и стоимость основного технологического оборудования;

3) высокая стоимость штамповой оснастки (до 10…15% от себестоимости поковки).

Полный расчет технико-экономической эффективности технологических процессов обработки давлением представляет значительные трудности из-за отсутствия необходимых исходных данных. Поэтому для ориентировочного сравнения достаточно ограничиться данными по расходу металла и трудоемкости процесса, а прочие расходы считать одинаковыми. Расчет производят по формуле

С = С_м + ΣС_зК_з,

где С – себестоимость одной детали по сравниваемым технологическим процессам; С_М – стоимость металла на одну деталь; С_з – заработная плата на каждую операцию технологического процесса; К_з – коэффициент, учитывающий дополнительную заработную плату и начисления на нее.

Для оценки вариантов изготовления поковки с учетом программы производства бывает необходимо установить критическую серийность, т. е. такие размеры серий, при которых сравниваемые варианты оказываются одинаково экономически целесообразными. Например, критическая серийность при сопоставлении изготовления поковок ковкой или штамповкой на молоте можно воспользоваться следующей формулой:

N = (Q_ш + З_н) / [(С_к + С_мк) – (С_ш + С_мш)],

где З_н – затраты на наладку; Q_ш - себестоимость штампов; С_к (С_ш) - себестоимость одной кованой (штампованной) заготовки с учетом термической обработки; С_мк (С_мш) – себестоимость механической обработки кованой (штампованной) заготовки.

Так, определение критической серийности для поковки детали-кольца позволило определить, что применение ковки целесообразно при условии величины партии не более 210 шт., штамповки на ГКМ – при партии более 210 шт, штамповки на КГШП – при партии более 400 шт, штамповки на молоте – при партии больше 480 шт. Штамповка на ГКМ дает лучшие результаты по сравнению с другими видами штамповки, так как отсутствует резка прутка на исходные заготовки, можно штамповать несколько поковок с одного нагрева, отсутствует заусенец и, соответственно, нет необходимости в специальном обрезном штампе и прессе, обеспечивается высокая производительность труда.

Наибольший эффект в снижении себестоимости получается при увеличении коэффициента весовой точности, так как стать расхода на металл превышает любую другую статью расхода при изготовлении детали. На рисунке 3.25 показано, как изменяется коэффициент весовой точности и коэффициент использования металла при изготовлении поковки штуцера различными способами обработки давлением.

В некоторых случаях для выбора оптимальной заготовки целесообразно сопоставлять литье и обработку давлением. Прежде всего, надо учитывать условия эксплуатации, если предъявляются повышенные требования по механическим свойствам, особенно по ударной вязкости, детали рекомендуется изготавливать из кованых или штампованных заготовок. Горячую объемную штамповку целесообразно сопоставлять с некоторыми специальными видами литья, например, с литье под давлением. В этом случае необходимо учитывать следующие факторы.

1. Температура плавления сплава. Например, если деталь из медного сплава, то стойкость литейной формы составляет 5 – 10 тыс. отливок, а стойкость штампа 10 – 20 тыс. поковок. Кроме того, стоимость литейной формы в 1,5 – 2 раза выше стоимости штампа. Следует знать, что шероховатость поверхности начинает ухудшаться уже после примерно 1000-й отливки из-за прогрессирующего износа литейной формы. Таким образом, имеются большие преимущества в использовании горячей штамповки. Если же деталь выполняется из легкоплавкого сплав, например алюминиевого или цинкового, то целесообразнее применение литья под давлением.

2. Толщина стенки и конфигурация детали. Если деталь тонкостенная, сложной конфигурации и может идти на сборку без механической обработки или при ее небольшом объеме, то целесообразнее применять литье под давлением. Если деталь толстостенная, сопрягается с высокой точностью с другими деталями и требуется механическая обработка по всему ее контуру, то целесообразнее применять горячую объемную штамповку. При литье под давлением толстостенной детали может быть газовая пористость и ухудшение качества металла детали.

3. По сравнению с центробежным литьем деталей типа тел вращения горячая объемная штамповка дает более равномерную структуру и высокую плотность металла, меньшую степень его загрязнения неметаллическими включениями, а также уменьшение припусков и возможность получения поковок с меньшей толщиной стенки. Однако для диаметра заготовок более 150 мм более рационально применение центробежного литья, чем горячей объемной штамповки.

Таким образом, обработка металлов давлением занимает ведущее положение в заготовительном производстве в силу своей универсальности, высокой производительности, сравнительно низкой себестоимости и, главное, положительному влиянию на структуру и механические свойства металла заготовок.

Поиск по сайту: