Ваш браузер устарел и не обеспечивает полноценную и безопасную работу с сайтом.
Установите актуальную версию вашего браузера или одну из современных альтернатив.
Выбор способа изготовления поковок всегда сложная и трудная задача, так как поковка должна обеспечить высокое качество изготавливаемой детали и при этом стоимость ее изготовления должна быть минимальной. Нужно учесть и сроки изготовления заготовки. Оценкой экономической эффективности применения того или иного способа изготовления поковки являются следующие критерии: себестоимость, качество и сроки изготовления детали. Максимальное приближение по размерам и форме поковки к форме и размерам детали не всегда является наиболее рациональным вариантом. Сложность выбора рациональной поковки заключается также в том, что конструкторам и технологам приходится принимать решение о выборе варианта изготовления поковки, когда они не располагают необходимой исходной информацией, но при этом должен быть выбран предпочтительный вариант технологического процесса штамповки, который будет разрабатываться для внедрения в производство. Следовательно, уже на стадии проектирования детали необходимо проводить технико-экономический анализ изготовления заготовки.
Следует отметить, что технологический процесс горячей объемной штамповки отличается значительным разнообразием и определяется выбором самого изделия и применяемым оборудованием. Типовой процесс изготовления поковки, который в общем случае включает в себя заготовительные операции, непосредственно формообразование поковки и термофинишные операции.
Исходная информация в виде чертежа детали, технических требований на деталь, марки материала, программы выпуска являются входными данными для процесса выбора способа изготовления поковки. При составлении чертежа поковки необходимо установить плоскость разъема штампа, назначить припуски на механическую обработку, допуски, определить штамповочные уклоны и радиусы закруглений, а также установить форму и размеры наметок отверстий.
На выбор заготовки, кроме материала, влияют оборудование и технологические процессы их изготовления. В зависимости от типа штампа штамповка подразделяется на следующие виды: в открытых штампах, в закрытых штампах, в штампах для выдавливания.
Для изготовления одних и тех же деталей применяют различное оборудование, при этом можно значительно изменять конфигурацию поковки: размеры припуски и точность изготовления.
Для выбора рационального с точки зрения себестоимости технологического процесса горячей объемной штамповки требуется система, позволяющая оценить себестоимость изделия, получаемого по выбранной технологической схеме в зависимости от входных данных:
Для каждого изделия согласно классификации [1, 2] возможно ограниченное количество вариантов изготовления горячештампованной поковки. Горчештампованные поковки предлагается классифицировать на 7 основных групп и выделить 48 подгрупп:
В зависимости от группы и подгруппы классификации следует формировать варианты технологических процессов изготовления поковки. При этом для каждого варианта формируется свой набор основных факторов, влияющих на себестоимость.
Основной способ характеризуется набором (комбинацией) оборудования, на котором осуществляется технологический процесс штамповки. Основным технологическим оборудованием является [3]:
При выборе способа получения поковок среди способов обработки металлов давлением необходимо учитывать специфические способности, обусловливающие выбор рационального технологического варианта, при этом каждый вариант изготовления может быть охарактеризован собственными значениями факторов, влияющих на себестоимость поковки [4]:
Представленные параметры необходимо оценить для каждого варианта технологической схемы.
1. Для горячей объемной штамповки используются дорогостоящие высоколегированные марки стали. Материалоемкость представляет собой норму расхода материала на изготовление одного изделия:
Мзаг = Мпок+Мотход,
где Мзаг — объем заготовки, Мпок — объем поковки, Мотход — объем отхода.
В свою очередь масса поковки определяется исходя из:
Мпок=Мдет+Vприп+Vнапус,
где Мпок — масса поковки, Мдет — масса детали, Vприп — объем припуска, Vнапус — объем напуска.
При этом для каждого варианта изготовления будет свой вариант объема напусков и припусков и отхода [5].
2. Энергоемкость зависит от технических характеристик оборудования, количества нагревов заготовки и температуры нагрева заготовки. От технических характеристик оборудования и количества технологических переходов за один нагрев.
3. Габариты штамповой оснастки и, соответственно, объем затраченного на их изготовление металла будет, зависит от технических характеристик оборудования, применяемой для горячей штамповки, и количества переходов формообразования. Стоимость оснастки также будет, зависит от сложности его изготовления, однако т.к. трудоемкость получения формообразующей части штамповой оснастки будет для различных видов оборудования сопоставима, то зависимость стоимости изготовления можно рассматривать только с точки зрения стоимости материала.
Согласно общепринятых источников [6–7] основными факторами, влияющими на себестоимость, является материалоемкость (масса заготовки), электроэнергия, инструмент и оснастка. При этом расчет для N-го варианта изготовления предлагается производить по следующим формулам:
Затраты на металл можно подсчитать по формуле:
См = Ср – Со = Gр × Цм – Gо × Цо,
где Ср — стоимость материала потребного на одну заготовку, Со — стоимость отходов, Gр — расчетное количество металла на заготовку, Gо — масса отходов, Цм — цена исходного металла, Цо — цена отходов металла.
Для каждого варианта технологического процесса записываются значения факторов формирования себестоимости, и проводится их сравнение. Вычисляется денежный эквивалент каждого фактора.
Рассчитывается сумма денежных эквивалентов каждого фактора и производится их сравнение (рисунок 1). На выходе система предлагает наиболее рациональный, с точки зрения себестоимости вариант изготовления поковки.
Рисунок 1. Структурная схемы системы построения рационального технологического процесса горячей штамповки
