Выбор вида заготовки является важным этапом технологического проектирования и во многом определяет качество готовых изделий и себестоимость их изготовления. Под заготовкой обычно понимается предмет производства, из которого изменением форм и размеров, шероховатости поверхностей и свойств материала изготавливают деталь или неразъемную сборочную единицу (узел). В качестве исходных заготовок в машиностроении принимают:
1) отливки, полученные литьем в песчаные либо металлические формы или другими способами;
2) горячекатаный прокат обычной или повышенной точности, а также профильный фасонный либо другой тип проката,
3) поковки, полученные методом свободной ковки, ковкой в подкладных кольцах и штампах;
4) штамповки (поковки), полученные обработкой давлением – объемной горячей и холодной штамповкой;
5) сварные заготовки из листового материала.
Выбор вида заготовки представляет собой сложную многовариантную задачу. При этом необходимость решения этой задачи может возникнуть на различных этапах технической подготовки производства, а именно: при конструировании, технологическом проектировании. В общем случае вид заготовки должен быть выбран при конструировании детали, а оптимальный метод ее изготовления уточнен при технологическом проектировании. Способ выполнения этих работ определяется видом детали и основывается на одном из трех вариантов:
1) если деталь обрабатывается со всех сторон и не предъявляются особые требования к ее физико-механическим свойствам и макроструктуре металла, то выбор заготовки производится только технологом;
2) если деталь обрабатывается со всех сторон, но к ней предъявляются дополнительные требования, то конструктор, задавая эти требования (например, к расположению волокон металла), косвенно задает возможные методы получения заготовки; окончательное решение о выборе заготовки принимает технолог;
3) если деталь имеет необрабатываемые поверхности, то конструктор предварительно задается определенным типом заготовки, указывая штамповочные или литейные радиусы, уклоны и другие параметры, а технолог определяет оптимальный метод получения заготовки. Решение о выборе заготовки в этом случае целесообразно принимать совместно конструктору и технологу. В настоящее время при выборе вида заготовки конструктор, так же как и технолог, практически не производит технико-экономических расчетов и принимает решение исходя только из своего опыта.
Оптимизация выбора метода получения заготовки позволяет не только снизить затраты на ее изготовление, но и значительно сокращает трудоемкость и себестоимость механической обработки. Выбор оптимальной заготовки должен проводиться по комплексным оценкам, которые учитывают затраты и трудоемкость выполнения всего ТП изготовления детали. При нарушении этого условия может получиться так, что при незначительной себестоимости получения заготовки общая себестоимость изготовления детали окажется завышенной вследствие большой трудоемкости механической обработки. В то же время следует иметь в виду, что выбор исходной заготовки и методов ее изготовления выполняется на первых этапах разработки ТП и предшествует составлению маршрута и проектированию операций механической обработки. Это создает определенные трудности для проведения оптимизации выбора вида заготовки с учетом затрат на механическую обработку.
Анализ видов заготовок, используемых в машиностроении, показывает, что их выбор определяется рядом основных показателей (признаков): видом материала, серийностью выпуска, конструктивной формой детали, массой и размерами детали, требуемой точностью заготовки, коэффициентом использования металла и др.
Исходя из этого, при решении задачи выбора оптимального метода получения заготовки выделяют следующие этапы:
1) выбор возможных видов заготовки по материалу детали;
2) выбор возможных методов изготовления заготовок исходя из серийности, конструктивной формы, массы и размеров детали;
3) определение технических характеристик для выбранных видов заготовок (точности, коэффициента использования металла и др.);
4) определение себестоимости заготовки Сз для выбранных методов ее изготовления;
5) определение стоимости затрат на механическую обработку Смех для выбранных видов заготовок;
6) определение стоимости отходовметалла длявыбранных видовзаготовок Сотх;
7) выбор оптимального метода изготовления заготовки для конкретных условий производства.
