Для отливки ответственных и сложных деталей используют заготовки в оболочковых (корковые) формах, получаемые погружением разрезной металлической модели, подогретой до 200…250°С, в смесь, состоящую из песка и термореактивной смолы (пульвербакелита).

Поковки — наиболее распространенный вид заготовок для стальных деталей. На ремонтных предприятиях небольшие поковки получают свободной ковкой, поэтому они имеют значительные припуски на обработку. Использование поковок в качестве заготовок обусловлено тем, что ковкой достигается не только нужная форма деталей, но также улучшаются структура металла и его механические свойства.

Штампованные заготовки получают в штампах, близко соответствующих форме готовой детали. По сравнению с ковкой штампование более производительно и обеспечивает при меньшей стоимости заготовок более высокую точность. На ремонтных предприятиях наиболее часто применяют ковку в подкладных штампах, листовую штамповку и высадку.

Прокат применяют в качестве заготовок для тех деталей, форма и размер которых соответствуют его профилю (круглый, квадратный, шестигранный). Это сокращает расход металла и труда для получения окончательных размеров детали.

При составлении технологического процесса учитываются вид и место термической обработки детали. Вид термической обработки зависит от материала заготовки и его назначения, например для снятия внутренних напряжений в заготовке и улучшения ее обрабатываемости, а также для получения физико-механических свойств готовой детали, соответствующих техническим условиям на изготовление.

Для улучшения обрабатываемости и снятия внутренних напряжений в заготовке применяют нормализацию, обжиг, улучшение, старение. Эти виды термической обработки обычно применяются перед механической обработкой, хотя иногда (особенно улучшение) могут применяться после черновой обработки.
Улучшение физико-механических свойств детали достигается общей закалкой, поверхностной закалкой, химико-термической обработкой (цементация, азотирование и т.п.). Эти виды термической обработки обычно применяются перед отделочной (абразивной) операцией.

Заготовка подвергается механической обработке. Последовательно снимая металл, ей придают форму, размеры и качество определенной детали. Слой металла, снимаемый с заготовки в процессе механической обработки для получения детали, соответствующей чертежу, называют припуском на обработку. Завышенные припуски ведут к увеличению трудоемкости обработки, большей затрате металла, а в итоге к повышению себестоимости детали. Уменьшение припуска дает экономию металла, снижает трудоемкость и стоимость изготовления. Недостаточные припуски влекут к невозможности удаления поверхностных дефектов детали, получения необходимой точности и шероховатости поверхностей. Недостаточные припуски, как правило, приводят к росту брака, а следовательно, к повышению себестоимости продукции.

Таким образом, назначение правильных (оптимальных) припусков на обработку и допусков на размеры заготовок является одной из основных задач при проектировании технологического процесса.

Припуски различают общие и промежуточные (межоперационные). Общим припуском называют слой материала, необходимый для выполнения всех технологических переходов, обеспечивающих обработку данной поверхности— от черновой заготовки до готовой детали. Общий припуск определяется разностью размеров черновой заготовки и готовой детали или суммой межоперационных припусков.

Так как при изготовлении заготовок и их механической обработке размеры не могут быть точно выдержаны, то возникает необходимость ограничить отклонения от заданных размеров заготовок и точность обработки поверхностей на промежуточных операциях. Такие отклонения устанавливают с помощью операционных допусков. Общий припуск и припуски на обработку поверхностей в какой-либо операции изменяются на величину допуска предшествовавшей операции. Например, припуск, снимаемый при черновой обработке, может колебаться на величину допуска на изготовление заготовки, а припуск на чистовую обработку — на величину допуска черновой обработки (рис. 2).

Припуски на механическую обработку и допуски на размеры заготовки зависят от материала обрабатываемой детали, ее размеров и формы, способа изготовления заготовки и других факторов.

Припуск должен быть минимальным для того, чтобы уменьшить отходы металла, превращаемого в стружку, снизить трудоемкость операций и повысить производительность труда. Однако припуск должен быть достаточным, чтобы получить нужную форму, требуемые размеры при хорошем качестве обработанных поверхностей.

По минимальным припускам получают заготовки в крупносерийном и массовом производствах, где более совершенные методы выполнения заготовок могут обеспечить меньшие погрешности в размерах и формах деталей. С этой целью заготовки делают по минусовым (наименьшим) допускам. В условиях индивидуального производства чаще используются максимальные припуски.

Рис. 2. Схема расположения припусков и допусков на обработку детали

Для индивидуального производства припуск выбирается по таблицам, приведенным в соответствующих технических справочниках. Для серийного и массового производства он рассчитывается по формулам.

Выбор заготовки детали имеет весьма большое значение для определения наиболее экономичной технологии ее механической обработки. От правильного выбора заготовки — ее формы, припусков на обработку, твердости материала и т. д — обычно зависит число операций, трудоемкость обработки, а в итоге стоимость изготовления детали в целом.

Если заготовка достаточно точна и имеет только необходимые припуски на обработку, то механическая обработка таких деталей минимальна по трудоемкости и стоимости. Однако для изготовления таких заготовок требуется сложное и дорогостоящее оборудование. Более грубые и сравнительно неточные заготовки с большими припусками проще и дешевле, однако это приводит к удорожанию механической обработки и требует большего времени на изготовление. Поэтому при выборе заготовки стремятся ее форму и размеры по возможности приблизить к форме и размерам готовой детали и одно-временно избежать неоправданного усложнения заготовки.

При разработке технологии изготовления детали необходимо учитывать, что в массовом производстве получают наиболее точные заготовки на современном высокопроизводительном оборудовании, а в индивидуальном и мелкосерийном производстве использование высокопроизводительного оборудования для заготовок экономически не оправданно, поэтому заготовки следует получать обычным, более простым способом.

Выбирая заготовку детали, необходимо учитывать: – конфигурацию заготовки, ее размеры и массу; – материал заготовки, который отвечал бы назначению детали, с учетом ее прочности, износостойкости, физико-химических свойств, структуры и т. п.; – направление волокон металла, определяемое обработкой поковок; – точность выполнения и качество поверхности заготовок; – число заготовок в партии.