1.5 Обоснование выбора способа изготовления заготовок; расчет коэффициента использования материала; характеристика материала изделия

При выборе заготовки для заданной детали назначают метод её получения, определяют конфигурацию, размеры, допуски, припуски на обработку и формируют технические условия на изготовление. Заготовка выбирается исходя из минимальной себестоимости готовой детали для заданного годового выпуска.

При выборе метода получения заготовки необходимо учитывать трудоёмкость изготовления, стоимость механической обработки, сокращение расхода металла, точность получаемой заготовки и так далее. Значительное сокращение расхода металла достигается применением малоотходных методов изготовления заготовок, форма и размер которых максимально приближены к форме и размерам готовой детали. Экономия металла в заготовке достигается путём сокращения припусков под механическую обработку (или полной их отмены), повышения точности размеров и формы заготовки. Механическую обработку заготовок малоотходного производства производят на более высоких режимах резания. Некоторые поверхности не подвергают дополнительной обработке, а в ряде случаев чистовые операции выполняют без предварительной обработки, например чистовое точение без предварительного чернового точения.

Для изготовления поршней автомобиля ЗИЛ 4314 № 130-1004015-А3 применяется алюминиевый сплав Ал30. Поршни из этого сплава удовлетворительно работают и сохраняют стабильность размеров при температуре до 300є С, хорошо обрабатываются резанием. Указанные сплавы обладают хорошими литейными характеристиками и имеют высокую коррозионную стойкость.

Ниже в таблице 1.1. приведен химический состав, а в таблице 1.2. механические свойства сплава.

Таблица 1.1.

Химический состав сплава Ал30

Таблица 1.2.

Физические свойства сплава Ал30

Заготовки для поршней.. Заготовки алюминиевых поршней получают литьем в кокиль на специальных карусельных кокильных машинах, обеспечивающих высокий уровень точности и стабильность процесса.

Перед заливкой алюминиевый сплав очищается от шлаков и включений продувкой азотом.

Сплав должен подвергаться входному контролю согласно утверждённым техническим условиям. Металл запускают в производство только в том случае, если он отвечает установленным требованиям. При входном контроле проверяют: химический состав, микроструктуру, размер зерна, механические свойства металла, прокаливаемость.

Первой операцией изготовления заготовки является получение отливки. Перед заливкой металла все внутренние поверхности формы покрывают краской (типа lАФ-2 или 2КМФ), кокиль подогревают до температуры 220 ... 280є С. После сборки кокиля (установка центрального стержня, терморегулирующих пластин и стержня-пальца) заливают сплав под давлением при температуре 730є С.

На второй операции удаляется литниковая система, и зачищаются заусенцы на опорной части.

Третья операция осуществляется на автоматизированном агрегатном станке, на котором обрабатывается наружная поверхность, обрезается прибыль, снимаются фаски, протачивается днище и контролируется масса заготовки.

На четвертой операции заготовка термообрабатывается для стабилизации структуры металла и снятия внутренних напряжений. Отжиг проводится при температуре 220 ... 350є С в течение 1 часа с последующей выдержкой в течение 5 часов при температуре 220є С.

Твёрдость поршня 100 - 130 НВ

Расчет коэффициента использования металла

В конструкцию изделия заложен минимально необходимый коэффициент использования металла для механической обработки резанием.

Рассчитаем коэффициент использования металла:

Ким =( Мдет / Мзаг )Ч100%, (1.4.)

где Мдет - масса готовой детали, кг.

Мзаг - масса отливки, кг.

Ким = (0,840 / 1,177 )Ч100% = 71,36 %