Загрузка...Как рассчитать массу детали по чертежу
Массу заготовки определяем по формуле
Gз= ·V (8)
где — плотность материала, кг/см 3 , V з — объем заготовки, см 3 .
Выбираем оптимальную длинупроката для изготовления заготовки
Потери на зажимзаготовки l заж принимаем 80 мм.
Длину торцового обрезка проката на ножницах определяем соотношения из lо.т=(0,3. 0,5)d, где d — диаметр сечения заготовки, d = 60мм, тогда lо.т=0,3·60=17 мм,
Число заготовок, исходя изпринятой длины проката, определяется по формуле (3.5). Из проката длиной4 м
шт. (9)
где L пр — длина выбранного проката, мм; х — число заготовок, изготавливаемых из принятой длины проката, шт; L з — длина заготовки, мм; lp — ширина реза, мм. l от — длина торцового обрезка проката, мм; l заж — минимальная длина опорного (зажимного) конца, мм.
Получаем 27 заготовок из данной длины проката.
Из проката длиной 7 м
(10)
Принимаем 48 заготовок из данной длины проката.
Остаток длины (некратность) определяется в зависимости от принятой длины проката:
Из проката длиной 4 м
мм, (11)
=(231·100)/4000=5,7%. (12)
из проката длиной 7 м
мм
(13)
Из расчетов на не кратность следует, что прокат длиной 7 м для изготовления заготовок более экономичен, чем прокат длиной 4м, Потери материала на зажим при отрезке по отношению к длине проката составят
(14)
Потери материала на длинуторцевого проката о процентном отношении к длине проката составят
где Пнк — потери материала на некратность, %.
По.т — потери на торцовую обрезку проката, %
Пзаж — потери при выбранной длине зажима, %
Потр — потери на отрезку заготовки, %
Расход материала на одну деталь с учетом всех технологических неизбежных потерь определяем по формуле (3.12)
кг
Коэффициент использования материала
где Gд — масса детали по рабочему чертежу, кг; Gз.п.-расход материала на одну деталь с учетом технологических потерь, кг
Стоимость заготовки из проката (табл.)
где См — цена 1 кг материала заготовки, руб.; Сотх — цена 1 т отходов материала, руб.
Заготовка изготовлена методом объемной горячей штамповки.
Степень сложности С2. Точность изготовленияпоковки — класс 1. Группа стали -М1.
Припуски на номинальные размеры детали назначают по таблице (приложение 2). На основании принятых припусков на размеры детали определяем расчетные размеры заготовки
мм
мм (21)
мм
мм
мм
мм
мм (22)
мм
мм
мм
Допуски на размеры штампованной заготовки определяем по таблице.
Æ L=31,2
Æ L= 37,7
Æ L= 11,2
Æ L= 15,4
Æ L= 52,8
Разрабатываем эскиз на штампованную заготовку по второму варианту
Рисунок 2 – Чертеж штамповки.
Объем штампованной заготовки определим при помощи программы КОМПАС 3D V9, создав в ней 3D (рисунок – 3) модель заготовки. Программа автоматически посчитает объем, массу и другие параметры данной заготовки
Рисунок 3 – 3D модель штамповки
Данные полученные при помощи программы:
Площадь S=22344,045203 мм 2 ;
Объем V=216968,88969 мм 3 ;
Материал Сталь 35 ГОСТ 1050-88
Плотность R = 0,0078 г/мм 3 ;
Масса М=1696,696717 г.
Масса штампованной заготовки
(23)
Принимая неизбежные технологические потери (угар, облой и т.д.) при горячей объемной штамповке равными Пш= 10%, определимрасход материалана одну деталь
(24)
Коэффициент использования материала на штампованную заготовку
Стоимость штампованной заготовки (табл.)
(25)
Таким образом, исходя из технико-экономического расчета, и проанализировав коэффициенты использования материала мы выбираем заготовку из штамповки, как наиболее выгодную и наиболее технологичную.
Определение массы изделия
1.4 Определение массы изделия
Масса изделия определяется расчетным путем и корректируется по чертежу. Для этого конструкцию детали разбивают на простые геометрические фигуры и определяют их объём по формуле: [1.24]
(1.1)
Затем путём алгебраического сложения определяется общий объём. Масса детали вычисляется по формуле:
. (1.2)
Определяем объём детали:
см 3
см 3
см 3
см 3
Определяем общий объём изделия.
Определяем массу детали
(1.3)
(1.4)
1.5 Определение типа производства и партии запуска
Для предварительного определения типа производства используем заданный объём выпуска изделия и его массу.
По заданию годовой объём выпуска изделия составляет N=5000 шт. масса детали, определяем расчётным путём, равна m=0,25 кг.
Используя эти данные, определяем тип производства – среднесерийный. Среднесерийное производство характеризуется ограниченной номенклатурой изделий, изготовляемых периодически повторяющимися партиями.
Характерный признак среднесерийного производства – расчленение технологического процесса на отдельные самостоятельные операции, которые закреплены за определённым рабочим местом.
При среднесерийном производстве необходима переналадка технологического оборудования при переходе на изготовление деталей другой партии.
Для выполнения различных операций используются универсальные металлорежущие станки, оснащённые специальными, универсальными или универсально-сборочными приспособлениями. Находят применение специализированные, специально-автоматизированные станки. Широко используются станки с числовым программным управлением.
Целесообразно применять специальный режущий инструмент, а также специальный измерительный инструмент.
В среднесерийном производстве оборудование устанавливается или по ходу технологического процесса или по группам оборудования.
Квалификация рабочих в среднесерийном производстве ниже, чем в одиночном.
Количество деталей в партии запуска определяем по формуле:
(1.5)
где N – годовой объём выпуска заданного изделия, шт.;
а – число дней, на которое необходимо иметь запас деталей (периодичность запуска – выпуска, соответствующая потребности сборки);
F – число рабочих дней в году, 251 день.
а=1, 2, 5, 10 или 20 дней.
Принимаем n=139 шт.
2. Технологическая часть
2.1 Выбор метода получения заготовки и его технико-экономическое обоснование
Для изделия можно применять заготовку, полученную из проката или методом горячей объёмной штамповки.
Вариант 1. Заготовка из проката.
Согласно точности и шероховатости обрабатываемой поверхности, определяем промежуточные припуски. За основу расчёта промежуточных припусков принимаем наибольший наружный диаметр Ø 25 h 12. Назначаем последовательность обработки данной поверхности, выбираем табличный припуск для однократного точения h 12 – 1,5 мм.
Определяем расчетный диаметр заготовки:
мм. (2.1)
Стандартный прокат имеет Ø 27 мм.
.
Размер заготовки с отклонением Ø .
Определяем длину заготовки по формуле:
, (2.2)
где LД – номинальная длина детали по рабочему чертежу, мм;
Zпод =1,5 мм – припуск на подрезание торцов.
мм.
Определяем объём заготовки по формуле с учетом максимальных размеров:
см 3 , (2.3)
где DЗ – диаметр заготовки по плюсовым допускам, см.
Определяем массу заготовки по формуле:
, (2.4)
кг.
Определяем расход материала на одну деталь с учётом неизбежных технологических потерь на отрезку заготовок. Толщина дисковой плиты от 2 до 5 мм. Принимаем 4 мм.
Определяем коэффициент использования материала:
. (2.5)
Определяем стоимость заготовки из проката:
, (2.6)
где СМ = 20 уб/кг – цена одного килограмма материала;
СОТХ = 2000 руб./т – цена 1 тонны отходов. мм
Вариант 2. Заготовка, изготовленная методом горячей объёмной штамповки на ГКМ.
Пользуясь таблицей 20. ГОСТ 7505–89 принимаем:
Степень сложности – С 1;
Группа стали – М 2;
Точность изготовления – Т 4;
Исходный индекс -8.
.
.
; =0,3.
Степень сложности определяем из формулы:
С учётом табличных припусков определяем расчетные размеры заготовки:
К; (2.7)
мм,
мм,
мм,
;
мм,
мм,
мм,
Как правильно и быстро подсчитать вес металлопроката – с таблицами и без них
Вопрос подсчёта веса металлопроката актуален не только для специалистов, но и частных застройщиков и домашних умельцев. При наличии под рукой справочника и, тем более, он-лайн металлокалькулятора произвести соответствующие расчёты несложно. А если у вас с собой есть только рулетка и калькулятор на телефоне? Точные результаты с таким арсеналом получить сложно, но приблизительно определиться с весом некоторых металлоизделий – вполне реально.
Считаем вес листового проката
Определение! Во всех наших расчётах базовой величиной является усреднённая плотность стали – 7 850 кг/м3 по системе СИ.
Проведём для начала несложное действие – узнаем массу квадратного метра стального листа толщиной 1 мм. Выглядит это так – 1 м х 1 м х 0,001 м х 7850 кг/м3. То есть, мы перемножили длину, ширину и толщину листа (все величины взяли в метрах), и получили объём изделия. Произведение объёма и плотности даёт массу – 7,85 кг. Таким образом, мы выяснили, что метр квадратный стального листа толщиной 1 мм весит 7,85 кг.
А далее все вычисления производят умножением величины 7,85 кг на площадь и толщину реального листа. Например, вам надо купить лист толщиной 4 мм и площадью 2 м2. Массу такого изделия определяют по формуле 7,85х4х2= 62,8 кг. Лист такого же размера, но толщиной 2 мм весит 7,85х2х2=31,4 кг.
Если вас устраивает приблизительный расчёт – округлите значение 7,85 кг до 8 кг. Тогда вычисления можно проводить даже в уме без калькулятора, а погрешность составит менее 2%.
Приведём веса стальных листов наиболее популярных размеров.
Что такое переводной коэффициент
Усложним задачу. Предположим, вам надо купить лист из цветного металла. Воспользуемся переводным коэффициентом, который представляет собой отношение плотности конкретного металла или сплава к усреднённому значению плотности стали. Путём умножения веса стального изделия определённого сортамента и размера на коэффициент нужного металла или сплава получаем вес детали.
Пример – рассчитаем массу бронзового листа толщиной 2 мм и площадью 2 м2.
7,85х2х2х1,12 = 35,2 кг
Внимание! Этот же простой алгоритм можно применять и для неметаллических листовых материалов, для которых также существуют переводные коэффициенты. Например, для резины – 0,17-0,23, органического стекла – 0,15, капролона – 0,15, текстолита – 0,18, резины – 0,17-0,23.
Как узнать массу трубы
Для определения массы труб оптимально воспользоваться таблицами.
Если же доступа к справочным материалам нет, а несложные геометрические формулы не являются для вас препятствием, вычислите вес самостоятельно. Для этого находим разницу площади круга по внешнему радиусу и площади по внутреннему радиусу. Полученную разность умножаем на длину трубы и плотность стали – 7 850 кг/м3.
Для труб из цветных металлов применяют переводные коэффициенты, о которых мы говорили выше.
Как узнать массу цилиндра при помощи таблиц для прутка круглого сечения
Если у вас есть доступ к таблицам подсчёта массы кругляка, то очень просто определить массу цилиндра с любой толщиной стенки. Для этого найдите вес 1 м прутка по внешнему диаметру цилиндра и вычитайте из него вес 1 м прутка по внутреннему диаметру. Полученный результат умножьте на высоту цилиндра (в метрах). Масса цилиндра найдена.
Как рассчитать массу равнополочного уголка, швеллера, двутавра
Масса метра погонного углового металлопроката зависит от ширины и толщины полок.
Внимание! Рассчитанный по геометрической формуле или определённый по таблице вес уголка может сильно отличаться от фактического. Это связано с тем, что некоторые производители в целях удешевления продукции снижают толщину полки уголка в местах, где не предусматриваются проверочные замеры. Такая разница может значительно превышать допуски, предусмотренные ГОСТом.
Вес погонного метра наиболее распространённого сортамента равнополочного уголка
Самостоятельно просчитать массу швеллера и двутавра затруднительно из-за сложной формы сечения. В данном случае пользуются таблицами.
Таблица весов швеллера
Таблица весов двутавра
Калькуляторы расчёта веса металла
Если у вас есть доступ к интернету – расчёты массы металлопроката не составляют никакого труда. Калькулятором металла можно пользоваться в режиме он-лайн или скачать его на компьютер.
Как выполняется расчёт:
- В списке выбирают тип металлопроката.
- Заполняют данные в размерности, указанной в программе.
- Нажимают кнопку расчёта.
- В калькуляторах также обычно указывают массу погонного метра конкретного сортамента и количество метров в тонне.
Внимание! Все данные, предоставляемые металлокалькуляторами, основаны на ГОСТ. При отсутствии табличных величин масса рассчитывается по геометрическим формулам с поправкой на особенности изготовления данных изделий. При стандартных подсчётах плотность стали принимается равной 7 850 кг/м3.
Реальная масса металлопроката практически всегда отличается от теоретической.
Как пользоваться справочниками
Удобным справочным материалом является сборник авторов Поливанова П.М. и Поливановой Е.П. «Таблицы для подсчёта массы деталей и материалов». В справочнике представлены таблицы, позволяющие легко и быстро определить массу проката круглого, прямоугольного, шестиугольного сечений, листа и полосы, равнополочной и неравнополочной угловой стали, двутавра, швеллера, круглых и профильных труб.
В сборнике даны формулы, по которым можно рассчитать площади и объёмы геометрических фигур. Подробная таблица переводных коэффициентов позволяет точно подсчитать массу цветного металла или его сплава.
Приближёнными методиками расчётов можно воспользоваться только для предварительного определения массы материалов, изделий и конструкций. Для составления проектной документации применяют только точные данные, полностью соответствующие ГОСТ.
Свойства Inventor — вкладка «Физические» — диалоговое окно
Расчет физических и инерционных свойств детали или сборки, что позволит выяснить, какое влияние оказывают на модель применяемые материалы, допуски и другие параметры.
Единицы измерения задаются на вкладке «Единицы» диалогового окна «Параметры процесса моделирования».
Доступ к сборке:
Выберите компонент, щелкните правой кнопкой мыши и выберите «Свойства Inventor». Выберите вкладку «Физические».
Доступ к детали:
«Свойства Inventor». Выберите вкладку «Физические».
Чтобы открыть окно свойств виртуальной детали, щелкните ее правой кнопкой мыши в браузере сборки и выберите пункт «Свойства».
Обновление
Кнопка «Обновить» предназначена для расчета массы, площади поверхности или объема.
Физические свойства изменяются каждый раз при добавлении, удалении или изменении элемента детали, а также при добавлении детали в сборку или при ее удалении. Пользователь может сам переопределять значения физических свойств. После внесения изменений необходимо нажать кнопку «Обновить» для выполнения повторного расчета. Если требуемые компоненты не загружены в память, выдается запрос о загрузке компонентов.
Буфер обмена
Копирование результатов расчета физических свойств в буфер обмена операционной системы в формате RTF (.rtf). В отчете отмечаются значения, переопределенные пользователями. Результаты расчетов можно вставить в файл, открытый в текстовом редакторе, и вывести их на печать.
Материал и плотность
Выбор материала и соответствующей ему плотности для выбранного компонента. а также задание точности расчета масс-характеристик.
Тела
Материал
В расчетах используются свойства материала детали. Список материалов из таблицы материалов. Список материалов указан в материале.
Плотность
Список возможных значений плотности выбранного материала. Плотность материала по умолчанию равна 1 кг/м^3.
Требуемая точность
Точность расчета физических свойств. По умолчанию задана «Низкая», однако можно выбрать и более высокий уровень. Время расчета значений зависит от заданного уровня. Например, если задано значение «Повышенная», для расчета, возможно, потребуется несколько минут.
Свойства документа
Расчет массы, площади поверхности и объема выбранной детали или сборки. Значения отражают расчеты Autodesk Inventor , значения, переопределенные пользователем и расчеты на основе переопределенных значений. По умолчанию используются единицы, заданные при установке Autodesk Inventor для стандартной схемы. Если файл компонента создан по шаблону, используются единицы, заданные в шаблоне.
Масса, объем и площадь зависят от виртуальных компонентов, также как количество косметических сварных швов и количество по спецификации переопределяется, если установлены флажки «Включить косметическую сварку» и «С изменением количества».
Включить косметическую сварку
Установите флажок включения косметической сварки для расчета массовых свойств. Добавляет приблизительное значение массы, площади и объема всех косметических сварных швов к существующим суммам соответствующих свойств. Снимите флажок для исключения косметической сварки (установлено по умолчанию).
С изменением количества
Установите флажок использования постоянного значения количества, если рассчитанное значение не подходит.
Масса
Масса в единицах по умолчанию или в единицах, указанных в шаблоне. Если включена косметическая сварка, пользовательское переопределение величин не доступно.
Площадь
Площадь поверхности выбранной детали или сборки.
Объем
Объем выбранной детали или сборки. Если включена косметическая сварка, пользовательское переопределение величин не доступно.
Центр тяжести
Координаты (x, y, z) центра тяжести выбранного компонента в системе координат сборки.
Значки рядом с соответствующими свойствами указывают, существуют ли переопределенные значения. Если включена косметическая сварка, эти значки заменяются на значок «приблизительного равенства».