ремонт дифференциала. Й университет кафедра Техническая эксплуатация автомобилей восстановительные технологии методические указания к курсовой работе для студентов специальности 137 01 07 Автосервис Могилев 2015
 Скачать 0.57 Mb.
|
|
ГОСУДАРСТВЕННОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «БЕЛОРУССКО-РОССИЙСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Кафедра Техническая эксплуатация автомобилей ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ Методические указания к курсовой работе для студентов специальности 1-37 01 07 Автосервис Могилев 2015 УДК 629.113 ББК 39.33 В 38 Рекомендовано к опубликованию Центром менеджмента качества образовательной деятельности ГУ ВПО «Белорусско-Российский университет Одобрено кафедрой Техническая эксплуатация автомобилей «28» августа 2014 г, протокол № 1 Составители канд. техн. наук, доц. А. М. Кургузиков; канд. техн. наук, доц. АС. Мельников Рецензент канд. техн. наук, доц. ЮС. Романович Методические указания предназначены к курсовой работе для студентов специальности 1-37 01 07 Автосервис. Учебное издание ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ Ответственный за выпуск НА. Коваленко Технический редактор С. Н. Красовская Компьютерная верстка Н. П. Полевничая Подписано в печать . Формат 60×84/16. Бумага офсетная. Гарнитура Таймс. Печать трафаретная. Усл. печ. л. . Уч.-изд. л. . Тираж 56 экз. Заказ № Издатель и полиграфическое исполнение Государственное учреждение высшего профессионального образования «Белорусско-Российский университет. Свидетельство о государственной регистрации издателя, изготовителя, распространителя печатных изданий № 1/156 от 24.01.2014. Пр. Мира, 43, 212000, Могилев. © ГУ ВПО «Белорусско-Российский университет, 2015 Содержание Введение ……………………………………………………………… 4 1 Технологический процесс восстановления детали. 5 1.1 Исходные данные 5 1.2 Выбор способа восстановления деталей. 5 1.3 Расчет партий детали. 11 1.4 Разработка маршрута технологического процесса восстановления детали. 11 1.5 Расчет припусков на механическую обработку 12 1.6 Расчет режимов восстановления детали. 13 1.7 Техническое нормирование работ 23 1.8 Проектирование приспособления, используемого при восстановлении детали 24 1.9 Графическая часть курсовой работы 26 Список литературы 26 Приложение А 27 Приложение Б 28 Приложение В 29 Приложение Г. 30 Приложение Д. 31 3 Введение В процессе эксплуатации автомобиля надежность, заложенная в нем при конструировании и производстве, снижается вследствие возникновения различных неисправностей. В процессе проведения технического обслуживания и текущего ремонта на предприятии автосервиса выполняются работы по устранению возникших неисправностей и замене наиболее быстро изнашиваемых деталей (поршневые кольца, эксплуатационные вкладыши и др. И все же при длительной эксплуатации автомобилей наступает момент, когда вследствие износа корпусных и других основных деталей надежность автомобиля снижается настолько, что восстановление его средствами эксплуатационных предприятий становится невозможным. В этом случае автомобиль подлежит капитальному ремонту. Все основные детали автомобиля являются достаточно сложными в конструктивно-технологическом отношении, и на их изготовление затрачивается много овеществленного труда, черных и цветных металлов, в том числе легированных сталей. Неиспользование в дальнейшем дорогостоящих деталей, имеющих небольшие износы, и тем более деталей с допустимым износом было бы экономически неоправданным. Восстановление работоспособности и использование указанных деталей в масштабах страны является проблемой большого народнохозяйственного значения. Решение этой проблемы и является одной из основных задач авторемонтного производства. При выполнении курсовой работы студент выбирает способ восстановления детали, составляет технические условия на контроль и сортировку деталей, разрабатывает маршрут восстановления детали, рассчитывает режимы резания и подбирает необходимое технологическое оборудование, определяет норму времени и технологическую себестоимость восстановления Технологический процесс восстановления детали 1.1 Исходные данные Студенту выдается рабочий чертеж детали, определяется годовая программа ремонта N. Разработка технологического процесса зависит от исходных данных и прежде всего от программы ремонтного предприятия. Для принятия технически грамотного решения по разработке технологического процесса необходимо – указать особенности конструкции детали (материал, термообработку, шероховатость и точность обработки, базовые поверхности – учесть условия работы детали в узле (агрегате, указав вид трения, контактные нагрузки (постоянные, знакопеременные, усилие растяжения, изгиба, сжатия, возможные изменения структуры металла, агрессивность среды и пр – определить класс детали, к которому она относится, возможность обработки ее резанием, давлением, сваркой, указать механические свойства материала детали – выполнить ремонтный чертеж детали. Ремонтный чертеж (рисунок А) выполняется в соответствии с ЕСКД, ЕСТД и помещается в пояснительной записке в виде приложения. Места на детали, подлежащие восстановлению, выполняются сплошной основной линией, остальные – сплошной тонкой линией. Предельные отклонения размеров проставляются в виде числовых значений либо в виде условных обозначений (Н, Н, Кит. д. Размеры пои квалите- там проставляются на ремонтных чертежах с округлением до десятых долей миллиметра. Составляется дефектовочная карта на контроль и сортировку детали с указанием всех возможных дефектов, их номинальные и ремонтные размеры, возможные способы восстановления. Дефект, который не подлежит восстановлению, в дефектовочной карте в графе Заключение пишут браковать (рисунок Б. 1.2 Выбор способа восстановления деталей Выбор способа восстановления зависит от конструкторско-техноло- гических особенностей детали, условия ее работы, величины износа и особенностей самих способов восстановления. Зная конструкторско-технологические особенности детали и условия ее работы, а также эксплуатационные свойства различных способов восстановления, можно в первом приближении решить вопрос о применении того или иного способа восстановления. Оценка способа восстановления 5 дается потрем критериям – применимости, долговечности и экономичности. Характеристика различных способов восстановления деталей приведена в таблице 1. Критерий применимости (технологический) определяет принципиальную возможность использования различных способов восстановления по отношению к конкретной детали. Этот критерий не может быть выражен числом и является предварительным, поскольку сего помощью нельзя решить вопрос выбора рационального способа восстановления, если их несколько. Для выбора рационального способа необходимо использовать критерий долговечности, который выражается коэффициентом долговечности для каждого из способов восстановления и условий работы в узле. Критерий долговечности характеризует работоспособность восстанавливаемой детали и определяется отношением долговечности восстановленной детали к долговечности новой. Чтобы обеспечить работоспособность детали навесь межремонтный пробег агрегата, коэффициент долговечности применяемого способа должен быть не ниже 0,85 (Kg = 0,85). Kg определяем по таблице 2. Окончательное решение вопроса о выборе рационального способа восстановления принимается с учётом технико-экономического критерия, связывающего долговечность отремонтированной детали с себестоимостью ее восстановления. Окончательное решение о восстановлении детали принимается в том случае, если себестоимость восстановления не превышает стоимости новой детали с учетом срока службы восстановленной детали, те Св = К д · С н , (1) где Св – себестоимость восстановленной детали, р С н – стоимость новой детали по прейскуранту, р д – коэффициент долговечности. Стоимость восстановленной детали ориентировочно может быть определена по формуле ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ + ⋅ + ⋅ ⋅ = ∑ = 100 H 1 t С об в, (2) где Q – расход материалов при восстановлении детали, отнесенный к единице поверхности, г/см 2 (таблица 3); S – площадь детали, подлежащая восстановлению, см а – стоимость единицы массы материалов при восстановлении, р./г (см. таблицу 3); A i – тарифная ставка рабочего в зависимости от разряда выполняемой работы, р./мин; Н – процент накладных расходов (для ремонтных предприятий 6 210–250 %) (таблица 4). об – общее время на восстановление условной детали, мин, обо пз , о – время на восстановление дефекта, мин. (см.таблицу 3); t пз – время на механическую обработку перед восстановлением и после, мин. Тарифная ставка рабочего может быть определена исходя из установленной минимальной заработной платы с учетом разряда работы Т K L тар ⋅ = A , (3) где L – минимальная заработная плата, р K тар – коэффициент, учитывающий разряд работы Т – продолжительность времени работы, дн. (ч, мин. Выбор рационального способа восстановления можно представить в виде таблицы 5. 7 Таблица 1 − Характеристика различных способов восстановления деталей Технологическая характеристика метода восстановления Показатель Наплавка под флюс Электроимпульс - ная наплавка Металлизация Хромирование Осталивание Пластическая деформация Виды металлов, по отношению к которым применим способ Сталь Сталь , серый и ковкий чугун Сталь , серый чугун Сталь Сталь , серый чугун Сталь Поверхности деталей, к которым применим способ Наружные , цилиндрические, плоские Наружные и внутренние цилиндрические Наружные цилиндрические и плоские Наружные и внутренние цилиндрические Наружные и внутренние цилиндрические Наружные и внутренние цилиндрические и плоские Наименьший допустимый диаметр стержня, мм 18 40 5 10 10 Наименьший допустимый внутренний диаметр, мм 50 − 40 40 10 Наименьшая толщина покрытия, мм 0,3 0,3 Не ограничена 0,1 − Наибольшая толщина покрытия, мм 2,0 6,0 0,3 2,0 − Снижение усталостной прочности Применимость способа к деталям, испытывающим динамическую и знакопеременную нагрузку Применим Не применим Не применим Применим Не применим при ударных нагрузках Применим 8 Таблица 2 − Значения коэффициента долговечности Коэффициент долговечности Kg Вид сопряжения и характер работы Материал сопряженной детали Виброду - говая наплавка На плавка под флюсом На плавка в СО Металлизация Хромирование Ост алива - ние Пластиче - ская деформация Вал-подшипник скольжения при статической нагрузке Баббит Бронза 0,97 0,97 0,92 0,92 0,97 0,92 0,9 0,8 1,7 1,1 0,98 0,98 0,95 0,90 Вал -подшипник скольжения при знакопеременной нагрузке Баббит Бронза – – 0,87 – 0,87 – – – 1,25 1,0 0,98 0,35 – – Вал -втулка Бронза 0,95 0,87 0,88 – – – – Цилиндрические стержни – направляющие (возвратно- поступательное движение) Бронза Серый чугун – – – – – – – 1,1 2,3 0,9 0,9 0,9 0,97 Цилиндрические поверхности крестовин Сталь легированная - 0,95 – 0,95 0,9 0,95 Цилиндрические поверхности деталей – внутренние кольца подшипников качения по посадкам с натягом , подвижным Сталь шарикоподшипниковая Сталь – 0,9 – – – 0,95 – – 1,4 1,35 0,8 0,8 – 0,85 Шлицевые поверхности Сталь легированная – 0,85 – – – – 0,85 Наружные резьбы на валах Сталь углеродная 0,95 0,95 – – – – 9 Таблица 3 – Величина оценочных показателей в зависимости от различных способов обработки Наплавка Электролитическое покрытие механизированная Оцено чный показатель различных способов восстановления деталей ручная под флюсом в среде СО вибродуго - вая хромирование осталивание Электроим - пульсная обработка Пластическая деформация Расход материала Q, г/ см 2 4,8 3,8 3,0 3,1 2,2 2,4 – 0,4 Удельные затраты ар Время восстановления условной детали об, мин 16 −18 13 −16 14 −18 44 −61 39 −61 13 −15 26 −33 32 −35 10 −11 Время на собственное восстановление t o , мин 8,5 −10 7 −10 8 −10 2,8 −45 22,5 −45 3,6 −5,6 15 −22 8 −10,5 4 −5 Время на предварительную и окончательную обработку з, мин 8,2 5,6 66 16,2 16,2 11,2 11,2 24 5,6 Таблица 4 − Зависимость накладных расходов от мощности предприятия Мощность предприятия N, единиц ремонтов 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400 Процент накладных расходов Н, % 210 215 220 225 230 235 240 245 250 10 Таблица 5 − Выбор рационального способа восстановления Возможный способ восстановления по критериям Номер дефекта по карте на дефектовку применимости долговечности экономичности Принятый способ Дефект № 3: коренные шейки износ 1,0 м Наплавка под флюсом В среде защитных газов Вибродуговая Металлизация Осталивание Наплавка под флюсом – – – Осталивание – – – – Осталивание Наплавка под флюсом Расчет партий детали В условиях серийного производства размер партии деталей принимают равным размеру месячной потребности в ремонтируемых деталях и определяют по формуле 12 n K N m p ⋅ ⋅ = , (4) где m – партия деталей, шт N – производственная программа ремонта K p – коэффициент ремонта, K p = 0,3–0,9; n – количество одноименных деталей в агрегате, автомобиле. 1.4 Разработка маршрута технологического процесса восстановления детали В этом подразделе разрабатывается план операции по устранению комплекса дефектов, объединенных общим маршрутом восстановления детали. При этом технологический маршрут составляют непутем сложения технологических процессов устранения каждого дефекта в отдельности, ас учетом следующих требований – одноименные операции по всем дефектам маршрута должны быть устранены – каждая последующая операция должна обеспечить сохранность качества рабочих поверхностей детали, достигнутого при предыдущих операциях вначале должны идти подготовительные операции, затем сварочные, кузнечные, прессовые ив заключение шлифовальные и доводочные. Разработанный и окончательно принятый маршрут технологического процесса сводят в маршрутную карту (рисунок В) пояснительной записки в виде приложения формата А или А. 11 Базовые поверхности для обработки надо выбирать с таким расчетом, чтобы при установке и зажиме обрабатываемая деталь не смещалась с приданного ей положения и не деформировалась под действием сил резания и зажимов. Если на детали сохранились базовые поверхности, по которым она обрабатывалась при изготовлении, то при восстановлении детали её следует базировать именно по этим поверхностям. Поврежденные базовые поверхности необходимо исправить. 1.5 Расчет припусков на механическую обработку Установление минимальных припусков является важным вопросом сточки зрения качества обработки и себестоимости ремонта. Минимальный припуск на обработку выбирается (рассчитывается) с помощью справочных таблиц [1, 2]. Для плоских деталей максимальный припуск на сторону определяется по формуле min i Zi 1 i 1 i 1 i Z R T ρ ε . − − − = + + + (5) При обработке наружных и внутренних поверхностей тел вращения ( ) i 1 2 2 min i Z i 1 i 1 i 2Z 2 R T ρ ε − − − = + + + , (6) где Z min i – минимальный припуск выполняемого перехода, операции, мкм R Zi-1 – величина шероховатости обрабатываемой поверхности детали, полученная на предшествующем переходе, операции, мкм Т – величина дефектного слоя поверхности детали, полученная на предшествующем переходе, операции, мкм ρ i–1 – величина погрешности пространственных отклонений, полученных на предшествующем переходе, операции, мкм ε i – погрешность установки (базирования) выполняемого перехода, операции, мкм. Для чернового перехода операции может быть принята мкм. Для последующих операций ε i = 0,1 ε i–1 2 2 кор см = ρ + ρ , (7) где ρ кор – погрешность коробления заготовки, в общем виде может быть определена по формуле 2 к 2 к кор Δ d Δ ρ A + = , (8) где кудельная кривизна заготовки на один миллиметр длины A 12 при диаметре d детали, мкм см – погрешность смещения оси заготовки от геометрической оси станка, приближенно может быть определена по формуле см = δ заг , (9) где δ заг – точность выполнения размера заготовки. Для последующих переходов, операций погрешность пространственных отклонений может быть определена, если принять условие, что каждая последующая операция снижает величину погрешности на 90 %. ρ i = 0,1 ρ i–1 (10) Величина припуска на механическую обработку равна, как правило, максимальному значению расчетного припуска 2Z max i = 2Z min i + δ i–1 – δ i , (11) где δ i-1 , δ i – точность выполнения размеров предшествующих ивы- полняемых переходов, операций, мкм. Расчетные данные по определению припусков следует свести в таблицу как показано в таблице Д. При ремонте детали необходимо определить толщину слоя покрытия, которая равна сумме межоперационных припусков с учетом величины износа и механической обработки, предшествующих способу восстановления n i изн max i i 1 h Z h Z = = + + ∑ , (12) где Z i – припуск на механическую обработку, предшествующую способу восстановления, с целью удаления дефектов в поверхностном слое детали, Z i = 0,1 мм h изн – величина износа восстанавливаемой поверхности детали, мм ΣZ max i – суммарный припуск на механическую обработку, мм. 1.6 Расчет режимов восстановления детали Режимы обработки определяются для каждой отдельной операции с разбивкой ее на переходы. При ремонте детали используются различные методы восстановления, которые характеризуются определенными параметрами режимов обработки. При автоматической наплавке определяют силу сварочного тока и 13 напряжение источника, скорость наплавки, шаг наплавки, высоту наплавляемого слоя за один проход, состав присадочного материала и электродной проволоки, флюса и др. [1, 3, 4]. При гальванопокрытиях рассчитывают атомную массу металла покрытия, электрохимический эквивалент, выход металла потоку, состав и температуру электролита [1, 3, 4]. При обработке деталей на металлорежущих станках необходимо выбрать по нормативам [2, таблицы 2 и 5] или рассчитать следующие величины стойкость инструмента, глубину резания, подачу, скорость резания, частоту вращения детали (инструмента, мощность резания. Исходными данными для этого являются принятый маршрут механической обработки детали и назначенные припуски для каждого перехода, что соответствует глубинам резания t Пример – определить режимы резания при обтачивании на токарном станке ДА после наплавки наружного диаметра d н = 60 мм шлицевой втулки карданного вала. Исходные данные материал – сталь Х припуск на обработку (по расчету) а = 1,5 мм, длина обработки 56 мм. Остальные данные – в справочных таблицах [2]. В самом начале для каждой операции выбирается инструмент и оценивается период его стойкости T (таблица 6). Таблица 6 – Период стойкости инструмента T В минутах Обрабатываемый материал Материал лезвия инструмента сталь чугун цвет. металл 1 Быстрорежущая сталь 10 50 100 2 Твёрдосплавная пластина Т15К6 120 300 400 3 Твёрдосплавная пластина ВК8 200 400 600 Далее назначается подача инструмента s (таблица 7). Таблица 7 – Рекомендуемые подачи инструмента Вид обработки Подача, мм/об 1 Черновое точение 0,8 – 2,0 2 Чистовое точение 0,07 – 0,7 3 Фрезерование 0,15 – 3,7 4 Сверление, развёртывание, зенкерование 0,5 – 2,0 5 Шлифование 0,001 – 0,005 6 Протягивание, строгание, долбление 0,01–0,3 мм/зуб 14 Следует иметь ввиду, что при черновой обработке подача инструмента зависит от размера заготовки (чем больше диаметр, тем больше s) и её материала (чем мягче обрабатываемый материал, тем больше s), а при чистовой обработке подача определяется требуемым качеством поверхности. Общим правилом является то, что при черновой обработке глубина резания t и подача s максимально возможные, а частота вращения шпинделя станка n минимальная. При чистовой обработке t и s минимальные, а n максимально возможная по техническими экономическим соображениям. Затем определяется скорость резания v, м/мин , s t T C V y x m V ⋅ ⋅ = (13) где C v – коэффициент скорости резания, определяемый по таблице 8; T – период стойкости инструмента, мин (см. таблицу 6); t – глубина резания, мм s – подача инструмента, мм/об; m, x, y – показатели степеней (см. таблицу 8). Таблица 8 – Параметры формулы (13) для оценки скорости резания Параметр Вид обработки инструмент из Т15К6) C v m x y 1 Точение 240 – 420 0,2 – 0,3 0,15 – 0,23 0,2 – 0,4 2 Фрезерование 330 – 1800 0,2 – 0,35 0,1 – 0,4 0,2 – 0,4 3 Сверление, развёртывание 100 – 400 0,12 – 0,2 0,1 – 0,75 0,4 – 0,7 Зная V, определяется частота вращения шпинделя станка D 1000V n ⋅ = π , (где D – диаметр обрабатываемой детали или диаметр фрезы, мм. При протягивании, строгании или долблении скорость резания оценивается по зависимости ∑ ⋅ = B F N 6120 V , (15) где N – мощность привода станка, N = 10–80 кВт F – сила резания на 1 мм ширины лезвия инструмента (в зависимости от принятой по таблице 7 подачи выбирается из расчета 65–730 Н, Н B – периметр лезвия, те. обрабатываемый периметр, мм η – КПД привода станка, η = 0,8–0,9. 15 При шлифовании скорость резания принимается V = 15–120 мс. После оценки V производят вычисление проекций силы резания F i , H по координатным осям z z z z y y y y x x x x x y n z F x y n y F x y n x F F C t s v ; F C t s v ; F C t s v , ⎫ = ⋅ ⋅ ⋅ ⎪ ⎪ = ⋅ ⋅ ⋅ ⎬ ⎪ = ⋅ ⋅ ⋅ ⎪⎭ (16) где F z , F y , F x проекции силы резания соответственно на ось (Z – окружная составляющая, Y – нормальная, X – осевая C Fz , C Fy , C Fx – коэффициенты силы резания (таблица 9); t – глубина резания (при отрезке и фасонном точении – ширина лезвия резца, мм s – подача, мм/об; v – скорость резания, м/мин; x i , y i , n i – показатели степеней (см. таблицу 9). Таблица 9 – Данные для формул (16) Параметры формулы Вид обработки C Fz x z y z n z C Fy x y y y n y C Fx x x y x n x 1 Точение 300 1,0 0,75 –0,15 340 0,9 0,6 –0,3 245 1,1 0,5 –0,4 2 Фрезерование 825 1,0 0,75 –0,2 100 0,9 0,6 –0,2 150 1,0 0,5 После вычисления силы резания оценивается крутящий момент при резании к , Нм z k F D M 2000 ⋅ = (17) где D – обрабатываемый диаметр при точении или диаметр фрезы при фрезеровании, мм. Для операций сверления, развёртывания и зенкерования сразу вычисляется крутящий момент при резании к, Нм x y M z к s D z M 200 ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ = , (18) где C M – коэффициент момента резания, C M = 0,03–0,17; t – глубина резания (при сверлении t = 0,5 D), мм D – диаметр сверла, развёртки или зенкера, мм s z – подача на один зуб многолезвийного инструмента, мм/зуб, 16 которая определяется как s z = s / z (где s – подача, мм/об); z – число зубьев инструмента x, y – показатели степеней, x = 0–0,9; y = 0,7–0,8. Затем для сверления, развёртывания и зенкерования определяют осевую силу q y o o F 10 C D s = ⋅ ⋅ , (19) где о – коэффициент осевой силы, о =10–140; D – диаметр сверла, развёртки или зенкера, мм s – подача инструмента, мм/об (см. таблицу 7); q, y – показатели степеней, q = 1,0–1,2; y = 0,4–0,75. После вычисления крутящего момента к оценивается мощность резания, кВт к M N 30000 π⋅ ⋅ = , (20) где π – число Пифагора, π = 3,14; n – частота вращения шпинделя станка, мин –1 Для шлифовальных операций силы резания не оценивают из-за их малости, а сразу определяют мощность N, кВт. Так, при шлифовании с продольной подачей, те. когда шлифуемая поверхность больше ширины шлифовального круга r x з t s D = ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ , (21) где C N – коэффициент мощности резания, C N = 0,1–5,2; з – окружная скорость заготовки, з = 10–150 м/мин; t – глубина шлифования (припуск, мм s – продольная подача, s = 1,2–10 м/мин; D – шлифуемый диаметр, мм r, x, y, q – показатели степеней, r = 0,3–1,0; x = 0,4–1,0; y = 0,4–0,8; q = 0,2–0,5. При врезном шлифовании периферийной поверхностью круга мощность вычисляют как r y з р s D b = ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ , (22) где s р – радиальная подача, s р = 0,001–0,075 мм/об; y – показатель степени, y = 0,4–0,8; b – ширина шлифуемой поверхности, мм z – показатель степени, z = 0,3–1,0. При шлифовании торцовой поверхностью круга мощность r x з b . = ⋅ ⋅ ⋅ (23) Теоретическая скорость резания 17 Т x m v C K V T t S ⋅ = ⋅ ⋅ , (24) где K V – коэффициент, учитывающий условия обработки [2; 4]; С – коэффициент, зависящий от метода обработки [2; 4]; Т – стойкость резца по нормативам, мин (30, 60, 90 мин t – глубина резания, t ≈ 0,5–1,5 мм S – подача, мм/об; m, x V , y V – степени при соответствующих параметрах [2; 4]. Коэффициент использования оборудования по мощности ст ст) где ст – мощность станка, кВт. Пример наплавки При наплавке подслоем флюса электрическая дуга горит подслоем расплавленного флюса в газовой полости, образующейся между электродной проволокой и восстанавливаемой поверхностью детали и изолирующей расплавленный металл от атмосферного воздуха. Восстанавливаемая деталь цилиндрической формы в процессе наплавки вращается с определенной окружной скоростью н (рисунок 1). 1 – электрическая дуга 2 – газовая полость 3 – наплавленный слой 4 – восстанавливаемая деталь оболочка из жидкого флюса 6 – устройство для подачи флюса 7 – наплавочная проволока электрод 8 – мундштук Рисунок 1 – Схема процесса наплавки 18 Электродная проволока 7 автоматически подается в зону наплавки со скоростью V n и поступательно перемещается вдоль оси детали 4. Под действием теплоты, выделяющейся при горении электрической дуги 1, плавятся электродная проволока и металл детали, а также часть флюса, попавшего в зону горения дуги. Вокруг этой зоны образуется полость, заполненная парами металла, флюса и газами. Их давление поддерживает флюсовый свод 5, образующийся над слоем расплавленного металла и представляющий собой оболочку из расплавленного флюса. Оболочка из расплавленного флюса предохраняет металл наплавки и околошовной зоны от кислорода и азота воздуха и препятствует разбрызгиванию жидкого металла. Благодаря малой теплопроводности расплавленного флюса замедляется процесс охлаждения наплавляемого металла. Это облегчает всплытие на поверхность шлаковых включений и растворенных в металле газов, в результате качество наплавленного слоя улучшается. Электрод 7 рекомендуют смещать относительно оси восстанавливаемой детали на величину А, равную 5–8 мм, в сторону, противоположную направлению ее вращения, чтобы затруднить стекание расплавленного металла и флюса с поверхности детали. По мере продвижения дуги происходит остывание расплавленного металла, его кристаллизация и формирование шва в виде валика. Жидкий флюс превращается в шлаковую корку, которую затем отделяют от детали. Нерасплавленная часть флюса может быть использована повторно. Достоинствами наплавки под флюсом являются высокая производительность процесса и качество наплавленного слоя, незначительные потери на угар и разбрызгивание и возможность получения наплавленного слоя большой (до 5 мм) толщины. К недостаткам относятся невозможность наплавки деталей диаметром менее 40 мм, поскольку расплавленные флюс и шлак не успевают затвердеть истекают с поверхности детали нагрев детали до высокой температуры необходимость применения дорогостоящих флюсов и специальной электродной проволоки, отчего значительно дорожает процесс затраты времени на такие вспомогательные работы, как приготовление флюса и отбивание шлаковой корки. Наплавку подслоем флюса применяют для восстановления деталей, имеющих значительный износили деталей последнего ремонтного размера (наплавка шеек коленчатых и распределительных валов, полуосей ива- лов коробок перемены передач. Целесообразно наплавлять наружные поверхности деталей вращения диаметром свыше 45 мм. В качестве электрода используют сварочную и наплавочную проволоку, порошки и прутки для наплавки, порошковую проволоку и наплавочные ленты. Легирующие элементы в составе проволоки имеют те же обозначения, что и при маркировке стали, например Н – никель, С – кремний, Т – титан, Ф – ванадий, X – хром, Ц – цирконий, Ю – алюминий. Например, в сварочной проволоке Св-06Х19Н9Т содержится 0,06 % углерода, 19 % хрома, 9 % никеля и небольшое количество титана [8, 9]. Наплавочные проволоки изготавливают из углеродистой (Нп-30, Нп-40 и др, легированной (Нп-30ХГСА, Нп-30Х5 и др) и высоколегированной стали (Нп-4Х13, Нп-60ХЗВ10Ф и др. Для восстановления деталей из среднеуглеродистых и малоуглеродистых сталей применяют малоуглеродистые (Св и Св, марганцовистые (Св-08Г, Св-15Г, Св-10Г2) и кремниемарганцовистые (Св-12Г2С) проволоки и ленты. Детали из легированных сталей наплавляют специальными легированными проволоками (Нп-30ХГСА, Св-ЗХ13, Св-2Х13 и др) Флюсы, применяемые для автоматической наплавки, по способу приготовления делятся на плавленые и неплавленые (керамические. В ремонтном производстве наиболее широко используют марганцовистые и высококремнистые флюсы, позволяющие получить наплавленный слой твердостью 300–400 НВ. Включение в плавленые флюсы графита и ферросплавов позволяет легировать наплавленный металл кремнием, марганцем, углеродом, хромом, никелем, титаном и т. д. [9]. Расчет условий и режима наплавки. При назначении условий и режима наплавки исходят из размеров детали, формы восстанавливаемой поверхности, величины ее износа и качества наплавленного слоя. Для получения требуемой твердости наплавленного слоя необходимо в первую очередь правильно подобрать марку электродной проволоки и флюса [8]. Вылет электрода, особенно при наплавке тонкой проволокой, влияет на глубину проплавления и форму шва. С увеличением вылета электрода уменьшается глубина проплавления и возрастает доля наплавленного металла в шве. Ориентировочно величину вылета можно определить как l = (10–12) d, (26) где диаметр проволоки, мм. Величину смещения электрода (рисунок 2) рассчитывают по формуле A = (0,05–0,07) D, (27) где диаметр восстанавливаемой поверхности детали, мм. Электрод рекомендуют наклонять под углом 6–8° в сторону, совпадающую с направлением вращения детали, что позволяет получить валик правильной геометрической формы. При больших значениях угла появляются «непровары» по краям валика. К элементам режима наплавки относятся сила I сварочного тока, скорость подачи электродной проволоки и окружная скорость (частота 20 вращения) детали. Силу тока назначают в зависимости от диаметра D детали (см. рисунок) или толщины стенки вместе наплавки. - - - - - - – граница зоны допустимых значений \ \ \ \ \ \ – зона оптимальных значений Рисунок 2 – Зависимость силы сварочного тока I от диаметра детали D Увеличение тока приводит к повышению устойчивости горения дуги, повышению вероятности деформации деталей и проплавления тонкостенных деталей, увеличению доли основного металла и, соответственно, уменьшению концентрации легирующих компонентов в наплавленном слое. При выборе силы тока по рисунку 2 следует ориентироваться на заштрихованную зону пунктирным линиям соответствуют допустимые значения силы [1]. С повышением силы тока увеличивается объем жидкой ванны, возрастает глубина Н проплавления детали, но ширина валика В (см. рисунок 1) изменяется незначительно. Это приводит к увеличению высоты валика h. По назначенной силе тока подбирают диаметр электродной проволоки (таблица 10). Таблица 10 – Взаимозависимость силы тока и диаметра электродной проволоки Сила тока I, А 90–100 120–300 160–400 180–450 220–500 Диаметр электродной проволоки d, мм 1,2 1,6 2,0 2,5 3,0 21 Скорость подачи электродной проволоки при наплавке V n , м/ч, [1] определяется как , j d I d 4 V 2 H n ⋅ ⋅ π ⋅ = (28) где d н – коэффициент расплавления (наплавки, d н = 14–18 г/(А·ч); j – плотность материала проволоки, г/см 3 Окружная скорость детали н А S j ⋅ = ⋅ ⋅ (29) где А – толщина наплавленного слоя, в зависимости от величины износа принимается, А = 1–4 мм S – величина продольной подачи наплавочной головки наоборот детали, шаг наплавки, S = (2–6)·d мм, [1]. Частоту вращения наплавляемой детали n д, мин, находят следующим образом н Д 1000V n 60 D = π⋅ (30) Рассчитанные и принятые параметры режима наплавки корректируют в соответствии с технологическими возможностями установки для наплавки. По скорректированным параметрам вычисляют основное технологическое время наплавки То, мин, [2]: п н, 06F L j K K T , d I ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ = ⋅ (31) где F – площадь поперечного сечения шва (валика, F = 0,25π · d 2 ; L – длина шва, мм п – коэффициент разбрызгивания металла, пс коэффициент, учитывающий сложность работы (с = 1 при автоматической сварке (наплавке) и ручной сварке (наплавке) плоскостей сверху с = 1,5 при ручной наплавке цилиндрических деталей диаметром 40–50 мм и сварке на горизонтальной плоскости снизу с = 1,3 при ручной наплавке цилиндрических деталей диаметром более 50 мм и сварке на вертикальной плоскости. н – коэффициент расплавления (наплавки, d н = 14–18 г/(А·ч); j – плотность материала проволоки, г/см 3 Длину L наплавленного шва определяют по формуле L = π · D · n, (32) 22 где n– количество швов на наплавляемой поверхности , S b n = (33) где b– длина наплавляемой поверхности, мм. Назначение режима наплавки производят согласно таблице 11. Таблица 11 – Режим наплавки цилиндрических деталей Сила тока I, А, при d проволоки, мм Диаметр детали D, мм 1,2 – 1,6 2,0 – 2,5 Напряжение наплавки В н Окружная скорость нм ч Скорость подачи электрода V n , м/ч Продольная подача S, мм/об 50–60 65–75 80–100 150–200 250–300 120–140 150–170 180–220 230–250 270–300 140–160 180–220 230–280 300–350 350–3380 26–28 26–28 28–30 30–32 30–32 16–24 16–28 16–30 16–32 16–35 77 87 104 140 200 3 3,5–4,0 4 5 6 1.7 Техническое нормирование работ Техническая норма штучно-калькуляционного времени t ш, мин, в серийном ремонтном производстве включает в себя следующие элементы затрат – основное (технологическое, машинное) время t о – вспомогательное время t в, затрачиваемое на установку и снятие изделия, технологический переходи контрольные измерения – время организационного и технического обслуживания рабочего места t обс ; – время на отдых и личные надобности работающего t от – время подготовительно-заключительной работы t пз , затрачиваемое на партию [3]. п.з шк о в обс ОТ t t t t t t , m = + + + + (34) Время t о рассчитывается по формулам [1–4] или по установленным нормативным данным о затратах времени. Время t обс и t от устанавливают по соответствующим нормативам или определяют как процент времени от оперативного t оп оп = t о + t в. (35) Подготовительно-заключительное t п.з определяется по нормам на партию деталей и делением этого времени на число деталей 23 п.з п.з о Т t t m = + , (36) где Т п.з – подготовительно-заключительное время на партию деталей помин партия деталей, шт. Пример – При автоматизированной наплавке шлицевых поверхностей (наружных) норма времени может быть определена по формуле в зависимости оттого, какие параметры процесса известны п.з шт В1 В2 н Т n i n i t 1,13 t t 0,46n , V 1000 m ⎛ ⎞ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ = + + + + + ⎜ ⎟ ⎝ ⎠ A A (37) где 1,13 – коэффициент, учитывающий время на обслуживание рабочего места и личные надобности рабочего A – длина шлицевой впадины, м n – число впадин i – число слоев наплавки н – скорость наплавки, м/мин; В – время на установку, закрепление и снятие изделия [6, 7], мин В – время на очистку и контроль одного погонного метра длины валика [5], мин/м; 0,46 – время на поворот детали и установку наплавочной головки в исходное положение на каждую шлицевую канавку, мин Т п.з – подготовительно-заключительное время на каждую партию деталей [7]; m – число деталей в партии, шт. 2 эл пр н k a V V , S ⋅ ⋅ ⋅ = (38) где d эл – диаметр электродной проволоки, мм k, a – коэффициенты [7]; пр – скорость подачи электродной проволоки, м/мин; S t – поперечное сечение шлицевой впадины, мм Проектирование приспособления, используемого при восстановлении детали Проектирование приспособления должно быть увязано с разработкой технологического процесса обработки детали, т. к. при разработке технологического процесса выбирают технологические базы, выполняют эскизы 24 обработки, дающие представление об установке, габаритах, действия сил резания и закреплении восстанавливаемой детали (рисунок Г. В зависимости от производственных возможностей и программ ремонта выбирают конструкцию приспособления, а также решают вопрос о применении сменных быстроизнашиваемых деталей приспособления. Последовательность проектирования приспособления. 1 Уточнение схемы установки заготовки при обработке. 2 С учётом принятых схем базирования, точности и шероховатости базовых поверхностей определение типа и размера установочных элементов, их количества, а также взаимного расположения. 3 Определение сил резания исходя из заданных режимов обработки. 4 Определение величины и места приложения зажимных сил. 5 Определение типа зажимного устройства и его основных размеров в зависимости от запроектированного времени на закрепление и снятие восстанавливаемой детали, типа приспособления (одно- и многоместное, конфигурации и точности заготовки, а также величины зажимных сил. 6 Определение типа и размера направляющих элементов приспособления. Разработку чертежа приспособления начинают с нанесения контура заготовки. Заготовку рекомендуется показывать условными линиями (тонкими или штрихпунктирными) для выделения её на чертеже приспособления. После этого последовательно наносят отдельные элементы приспособления вокруг контуров заготовки. Вначале вычерчивают установочные элементы (опоры, затем зажимные устройства, направляющие элементы инструмента и вспомогательные устройства, затем определяют контуры корпуса приспособления. При вычерчивании приспособления устанавливают допуски на размеры приспособления. Поточности исполнения эти размеры можно разбить натри группы. К первой группе относятся размеры тех сопряжений, от которых зависит точность выполняемой обработки, а также размеры установочных элементов. От точности выполнения этих размеров зависит положение заготовки в приспособлении. Допуски на размеры первой группы в 2 −3 раза меньше допусков на размеры заготовки, выдерживаемые при обработке. Во вторую группу входят размеры тех сопряжений, от погрешностей которых точность обработки не зависит (например, размеры сопряжений зажимных устройств, выталкивателей и других вспомогательных механизмов. Допуски на размеры второй группы назначают в зависимости от характера и условий работы сопряжения. К третьей группе относятся свободные размеры обрабатываемых поверхностей. В пояснительной записке должны содержаться все 6 пунктов, приведенные в определенной последовательности проектирования и расчёта приспособления. 25 1.9 Графическая часть курсовой работы Все чертежи выполняются в соответствии с требованиями ЕСКД. Объем графической части – три листа формата А (594×842). Дефектовочная карта – один лист А операционные эскизы – один лист А, чертеж приспособления, используемого при обработке, – один лист А. В дефектовочной карте приводятся обнаруженные (возможные) дефекты детали с указанием способа диагностики, номинальные и допустимые размеры и заключение о способе восстановления, годности или выбраковки данной детали. На листе операционных эскизов приводятся следующие данные наименование операции, установа, операционный эскиз с изображением заготовки, инструмента, размеров с указанием отклонений и шероховатости, движений инструмента и детали способ крепления (упрощенно по ГОСТ 3.1107-81) оборудования, детали и приспособлений для восстановления нормы времени t о, t в, t обс , t шт и режимов обработки по каждому переходу с указанием V p , n др, и, A, V. Чертеж приспособления, используемого при обработке детали, и спецификации выполняются в соответствии с требованиями к сборочным чертежам по ЕСКД. Список литературы 1 Канарчук, В. Е Восстановление автомобильных деталей. Технология и оборудование : учебник для вузов / В. Е. Канарчук, АД. Чигринец.– М. : Транспорт, 1995. – 302 с. 2 Дюмин, И. Е Ремонт автомобилей / И. Е. Дюмин, Г. Г. Трегуб ; под ред. И. Е. Дюмина. – М. : Транспорт, 1999. – 280 с. 3 Капитальный ремонт автомобилей : справочник / Под ред. РЕ. Еснберлина. – М. : Транспорт, 1989. – 290 с. 4 Силуянов, В. П. Прогрессивные способы восстановления деталей машин / В. П. Силуянов. – Минск : Ураджай, 1988. – 157 с. 5 Шамко, В. К Технология ремонта деталей сельскохозяйственной техники / В. К. Шамко. – Минск : Ураджай, 1988. – 218 с. 6 Есенберлина, РЕ Восстановление автомобильных деталей сваркой, наплавкой и пайкой / РЕ. Есенберлина. – М. : Транспорт, 1994. – 256 с. 7 Справочник технолога-машиностроителя / Под ред. А. Г. Косило- вой и Р. К. Мещерякова. – М. : Машиностроение, 1985. – Т. 1–2. 8 Матовилин, Г. В Автомобильные материалы : справочник / Г. В. Матовилин, МА. Масино, ОМ. Суворов. – М. : Транспорт, 1989. 9 Ремонт автомобилей / Под ред. СИ. Румянцева. – М. : Транспорт, 1981. – 462 с. 26 Приложение А справочное) Рисунок А − Крестовина дифференциала 27 Приложение Б справочное) Рисунок Б − Карта дефектовочная 28 Приложение В справочное) Рисунок В − Карта маршрутная 29 Приложение Г справочное) Рисунок Г − Чистовое обтачивание крестовины 30 Приложение Д (справочное ) Таблица Д – Карта припусков на обработку по технологическим операциям (переходам) Элемент припуска Преде льное отклонение размера Преде льное отклонение припуска Технологическая операция по поверхности, мкм T, мкм, мкм, мкм Расчетный припуск, мкм Допуск на размер, мкм d min , мкм d max , мкм Z min , мкм Z max , мкм Квалитет точности размера JT Заготовка (после наплавки) 150 250 1820 – – 3000 65,3 68,3 – – 14 Предварительное обтачивание 50 109 – 2220 400 60,9 61,3 2200 3500 12 Окончательное обтачивание 30 73 – 209 120 60,41 60,53 245 385 10 Шлифование предварительное 20 36 – 133 30 60,14 60,17 135 180 8 Шлифование окончательное 15 – – 66 20 60,01 60,03 65 70 6 Примечание Наименование детали крестовина, материал сталь Х |