Разработку технологического процесса изготовления детали начинают с выбора заготовки. На выбор способа получения заготовки влияют следующие характеристики [10]: материал детали, ее конфигурация, форма поверхностей и их размеры, технические условия на изготовление детали, объем и серийность выпуска.
Выбрать заготовку - значит определить способ ее получения, рассчитать или подобрать по таблицам припуски на механическую обработку всех поверхностей и указать допуски на изготовление заготовки, предусмотреть необходимые литейные или штамповочные наклоны и радиусы переходов и составить чертежи заготовки с указанием плоскости разъема литейной формы или штампа .
Окончательное решение о выборе способа получения заготовки принимают после комплексного расчета себестоимости заготовки и детали. При этом сравнивают несколько вариантов и выбирают такой, при котором обеспечивается минимальная себестоимость детали, стоимость изготовления заготовки и ее механической обработки. При экономическом обосновании выбора вида любой заготовки для вновь проектируемого технологического процесса возможны следующие три варианта:
- Способ получения заготовки принимают аналогичным тому, который уже существует в данном производстве. Поскольку в этом случае стоимость заготовки не меняется, то она не учитывается при определении технологической себестоимости изготовления детали, при обосновании правильности выбора заготовки достаточно сослаться на справочную литературу, где для данных условий рекомендуется этот вариант как оптимальный;
- Способ получения заготовки изменяется по сравнению с базовым вариантом, однако не меняется технологический процесс механической обработки. В этом случае предпочтение отдают заготовке, что характеризуется лучшим использованием металла и меньшей стоимостью;
- Способ получения заготовки изменяется относительно базового варианта и в результате этого существенно меняется ряд операций механической обработки заготовки. В этом случае вопрос о целесообразности применения нового вида заготовки решают только после определения полной технологической себестоимости детали, включая затраты на изготовление заготовки и ее механическую обработку.
Основные виды заготовок для деталей машин в зависимости от их материала, назначения и формы:
- Литые заготовки из чугунов, сталей и цветных металлов;
- Горячо-и холодноштампованные, кованые и прессованные заготовки из стали, алюминиевых сплавов и латуни;
- Заготовки из пруткового проката и листового материала;
- Заготовки из неметаллических материалов (различных пластических масс, текстолита, древесины, стекла, резины и пр..)
- Сварные заготовки.
Заготовки применяют для сложных фасонных деталей, не подвергающихся ударным нагрузкам, изготовляют из чугунных отливок. Детали сложной конфигурации, работающих в тяжелых условиях, получают из стальных отливок.
Качество и стоимость литых заготовок в большой степени зависят от способа их изготовления. Виды литья описаны в специальной литературе [10]. Среди них различают следующие:
- Литье в песчано-глинистые формы;
- Литье по выплавляемым моделям;
- Литье в оболочковые формы;
- Литье в металлические формы (кокили)
- Литье под давлением;
- Центробежное литье.
Материалы, используемые для литья, должны иметь хорошие литейные свойства: ридкотекучисть, малая усадка, имела способность к образованию трещин и т.д.. Этим свойствам соответствуют такие материалы, как серый и ковкий чугуны, углеродистые и легированные стали, медные сплавы, алюминиевые и магниевые сплавы, тугоплавкие металлы (титан, молибден, вольфрам). Применение машинной формовки по металлическим моделям позволяет существенно повысить качество и производительность изготовления отливок по сравнению с ручным формированием. Литье в оболочковые формы применяют главным образом при получении сложных ответственных отливок. При автоматизации этот способ позволяет получать до 450 полуформ в час.
Литье в металлические формы (кокили) экономически обоснованное при размере партии не менее 300-500 шт.
Литье по выплавляемым моделям, экономически целесообразно для литых деталей сложной конфигурации из труднообрабатываемых сталей при размере партии более 100 шт.
Литье под давлением экономически целесообразно при размере партии 1000-2000 шт. и более и применяется для получения заготовок из алюминиевых, цинковых и латунных сплавов. Производительность - до 1000 отливок за час.
Центробежное литье применяют для получения заготовок, имеющих форму тел вращения. После экономического обоснования правильности выбора вида заготовки разрабатывают ее чертеж (эскиз).
Чертежи отливки техническим требованиям должно содержать все данные, необходимые для изготовления, контроля и приемки отливок, и выполняться в соответствии с требованиями стандартов ЕСКД и ГОСТ 3.1125-88.