Выбор оптимального метода получения заготовки

Заготовка это предмет производства, из которого изменением формы, размеров, чистоты поверхностей и свойств материала изготовляют деталь или неразъемную сборочную единицу. Выбор заготовки и конструирование ее – ответственная работа, выполняемая на начальной стадии проектирования технологического процесса механической обработки детали. Конструирование заготовки охватывает ряд вопросов, среди которых наиболее важные: определение ее размеров с допусками и технические требования, предъявляемые к заготовке. От правильного выбора заготовки в значительной мере зависят общая трудоемкость и себестоимость изготовления детали.

Выбор вида заготовок зависит от конструктивных форм деталей, их служебного назначения, испытываемых напряжений и т. д. Фасонные детали, которые не подвергаются ударным нагрузкам, действию растяжения и изгиба, изготовляются чаще всего из чугунных отливок; для фасонных деталей машин, работающих в тяжелых условиях и испытывающих большие напряжения, вместо чугунных отливок применяются стальные. Из чугуна отливают рамы, коробки, корпуса подшипников, маховики и др.; более мелкие детали — фланцы, кронштейны, зубчатые колеса, втулки и др.

Для правильного решения вопроса о выборе способа получения заготовки, в отдельных случаях необходимо проанализировать, что выгоднее: дать упрощенную конфигурацию заготовки и снимать большой припуск при обработке на станках или сделать более точную поковку, по конфигурации и размерам приближающуюся к готовой детали, и благодаря этому снимать меньший припуск металла на станках.

Заготовки в виде штамповки изготавливают ковкой в штампах. В штампованной заготовке структура металла более однородна, поэтому деталь получается прочной. Штамповкой можно обеспечить размеры, наиболее близкие к окончательным; в некоторых производствах штампованные заготовки используются без дальнейшей механической обработки или с очень незначительной обработкой. Процесс изготовления штамповок по сравнению с ковкой имеет меньшую длительность, характеризуется тем, что рабочие, которые задействованы в этом процессе имеют низкую квалификацию и требует рабочих меньшей квалификации.

Заготовки из проката (круглого, квадратного или шестигранного) применяются для деталей, которые по форме приближаются к какому-либо виду вышеперечисленного проката, когда нет значительной разницы в поперечных сечениях детали и когда можно при получении окончательной ее формы избежать снятия большого количества металла. Изготовляемые из проката заготовки, за исключением валов, имеют сравнительно небольшие размеры.

Метод выполнения заготовок для деталей машин определяется назначением и конструкцией детали, материалом, техническими требованиями серийностью выпуска, экономичностью изготовления, при выборе заготовки для заданной детали назначают метод ее получения, определяют конфигурацию, размеры, допуски, припуски на обработку и формулируют технические условия по изготовлению, по мере усложнении заготовки, уменьшения припусков, повышения точности размеров, удорожается ее производство, но при этом снижается ее себестоимость изготовления.

Выбор способа получения заготовки зависит от типа производства. В поточно-массовом и серийном производстве стремятся приблизить конфигурацию заготовки к готовой детали, увеличить точность размеров и повысить качество поверхностей, что сокращает объем механической обработки, а коэффициент использования металла достигает 0,7–0,8 и более. В условиях мелкосерийного и единичного производства требования к конфигурации заготовки менее жесткие, а коэффициент использования металла примерно равен 0,6.

В зависимости от перечисленных выше факторов заготовки деталей машин получают следующими основными методами: литьем, ОМД (обработкой металлов давлением), прокатом, комбинированными способами.