Основи раціонального вибору заготовок

Виготовлення заготовок – один з основних етапів машинобудівного виробництва, який безпосередньо впливає на витрати матеріалу, якість виробу, трудомісткість його виготовлення та в кінцевому результаті, на собівартість виробу. Витрати на отримання заготовки (матеріал разом з трудомісткістю виготовлення), наприклад, у верстатобудуванні, складають до 70 % від загальних витрат на виготовлення деталі. Тому, розробляючи технологію виготовлення машин і приладів, забезпечуючи на практиці їх високу якість та надійність, а також низьку собівартість, інженер-технолог повинен добре володіти методами проектування та виробництва заготовок.

1. Залежність технологічності заготовки від її матеріалу

Технологічність заготовки залежить від поєднання форм і розмірів з механічними властивостями матеріалу, що впливають на її оброблюваність, тобто здатність піддаватись механічній обробці. Оброблюваність матеріалу заготовки обумовлює в процесі механічної обробки досягнення потрібної шорсткості поверхні. На шорсткість поверхні після обробки впливає велика кількість факторів, тому важко дати цілком певні рекомендації для досягнення заданої шорсткості поверхні для кожного матеріалу заготовки, проте необхідно врахувати наступне:

• в деталях з конструкційних вуглецевих сталей зі вмістом вуглецю до 0,3 % не потрібно призначити шорсткість поверхні Rа 3,2 мкм. Для одержання більш чистої поверхні необхідно застосовувати сталі з більшим вмістом вуглецю;
• збільшення твердості за інших рівних умов дає можливість зменшити шорсткість поверхні. Середньо вуглецеві, а також леговані сталі найкраще обробляються після загартування з високим відпуском до твердості НRС35. Високо вуглецеві сталі, наприклад, У10, У12, добре обробляються у відпаленому стані;
• деталі з м’якої сталі перед механічною обробкою доцільно піддавати термічній обробці: нормалізації чи відпуску;
• деталі з алюмінієвих сплавів повинні піддаватись загартуванню та старінню. Сплави, що не піддаються загартуванню, необхідно модифікувати.

2. Раціональні види заготовок

Раціональним вибором заготовок передбачається:

• застосування заготовок, близьких за формою і розмірами до готової деталі (виливки, гаряче- і холодно штамповані, штампозварні і штамповиливані заготовки, профільний прокат);
• заміна декількох деталей однією монолітною шляхом її виливання чи штампування;
• скорочення кількості поверхонь, що піддаються механічній обробці.

При проектуванні деталей, що виготовляються з прокату, за можливістю необхідно зберігати без обробки всі неробочі поверхні, наприклад, діаметри головок і буртиків тіл обертання (валів, втулок тощо), невідповідальні поверхні прямокутних деталей (корпусів, плит).

При проектуванні деталей зі штампованих чи виливаних заготовок, бажано залишати без обробки всі неробочі поверхні. Це особливо важливо для виливаних заготовок, у яких внутрішні шари металу менш міцні і зняття з зовнішнього шару знижує міцність деталі.