По таблице 3.2. [3] определяем, что для детали типа «Вал» простой сложности изготовленной из стали для мелкосерийного производства целесообразно применять следующие методы получения заготовок: литьё в землю и сортовой прокат. Квалитеты точности, обеспечиваемые каждым из методов, приведены в таблице 3.1 [3].

Для окончательного выбора метода получения заготовки выполним сравнительный экономический анализ характерных методов получения заготовки.

С учётом рекомендаций [5] [6] назначаем табличные припуски в соответствии с конкретным методом получения заготовки. Припуски на поверхности заготовки, полученной методом литья, назначаем в соответствии с ГОСТом 26645-85 [7]. Эскиз заготовки полученной методом литья в землю представлен на рисунке 3.1.

Рис. 3.1. Эскиз заготовки полученной методом литья в землю

Подсчитаем приблизительную массу заготовки, полученной методом литья в землю, разбив её на простые геометрические фигуры.

Таким образом:

где V_ЛЗ – объем заготовки, полученной литьём в землю.

Масса литой заготовки равна

, (3.1)

где m_ЛЗ – масса заготовки, полученной литьём в землю; ρ_с – плотность стали равная 7800 кг/м³.

Припуски и напуски на поверхности заготовки, полученной методом резки из сортового проката, назначаем в соответствии с ГОСТом 2590-71 [8]. Эскиз заготовки полученной методом резки из сортового проката представлен на рисунке 3.2.

Рис. 3.2. Эскиз заготовки полученной методом резки из сортового проката

Подсчитаем приблизительную массу заготовки, полученной методом резки из сортового проката.

Таким образом:

,

где V_СП – объем заготовки, полученной методом резки из сортового проката.

Масса заготовки равна

, (3.2)

где m_СП – масса заготовки, полученной методом резки из сортового проката; ρ_с – плотность стали равная 7800 кг/м³.

Подсчитаем приблизительную массу готовой детали, разбив её на простые геометрические фигуры.

Таким образом:

где V_Д – объем готовой детали.

Масса детали равна

, (3.3)

где m_Д – масса готовой детали; ρ_с – плотность стали равная 7800 кг/м³.

Коэффициент использования материала для мелкосерийного производства должен быть равен не менее 0,5. Найдём данный коэффициент и проанализируем, насколько рационально используется материал.

.

Проведём экономический анализ для двух данных методов получения заготовки.

Стоимость заготовки получаемой методом литья в землю рассчитывают по формуле [4]:

 (3.4)

где С_i – базовая стоимость одной тонны заготовок С_i = 171 у.е; k_т, k_с, k_в, k_м, k_п – коэффициенты, зависящие от класса точности, группы сложности, массы, марки материала и объёма производства заготовок k_т = 1, k_с = 1, k_в = 1, k_м = = 1,93, k_п = 1; Q – масса заготовки, кг; q – масса готовой детали, кг; S_отх – цена одной тонны отходов S_отх = 22,6 у.е.

Стоимость заготовки получаемой методом резки из сортового проката рассчитывают по формуле [4]:

 (3.5)

где М – затраты на материал заготовки, у.е; С_о.з – технологическая себестоимость операций правки, калибрования прутков, разрезки их на штучные заготовки:

 (3.6)

где С_п.з – приведенные затраты на рабочем месте С_п.з = 211 у.е; Т_шт(ш-к) – штучное или штучно-калькуляционное время выполнения заготовительной операции (правки, калибрования, резки и др.) Т_шт(ш-к) = 1 мин.

Затраты на материал определяются по массе проката, требующегося на изготовление детали, и массе сдаваемой стружки. При этом необходимо учитывать стандартную длину прутков и отходы в результате не кратности длины заготовок этой стандартной длине:

 (3.7)

где Q – масса заготовки, кг; q – масса готовой детали, кг; S – цена 1 кг материала заготовки S = 0,171 у.е; S_отх – цена одной тонны отходов S_отх = 22,6 у.е.

Таким образом:

Экономический годовой эффект равен:

Э_э = (S_заг1 – S_заг2)*N = (0,76 – 0,535)*500 = 113 у.е, (3.8)

где N – объём выпуска в год, шт; S_заг1, S_заг2 – стоимость сопоставляемых заготовок, у.е.

На основе проведённого экономического расчета, а так же исходя из рационального применения материала, выбираем наиболее целесообразный метод получения заготовки. Таким является метод резки из сортового проката.