зил -130. Разработка технологического процесса ремонта вала ведущего. Курсовой проект Цель Разработка технологического процесса восстановления детали и оформление комплекта технологической документации с обоснованием принятых решений
 Скачать 360 Kb.
|
Содержание курсового проектаАнализ исходных данных технологический анализ детали; анализ дефектов; анализ возможных способов восстановления детали (изучение нормативно-технической документации, альбомов и паспортов техпроцессов, справочников); отбор типовых технологических процессов восстановления. Выбор рационального способа устранения дефектов детали по различным критериям. Разработка ремонтного чертежа детали (с указанием карты дефектов); Расчет необходимой толщины покрытия при восстановлении детали (с учетом припусков на механическую обработку); Схема технологического процесса восстановления детали (последовательность операций); Содержание операций: - выбор средств технологического оснащения процесса (оборудование, приспособления, режущий и измерительный инструменты); - выбор материала (наплавочная проволока, флюс, технологический газ и др.); - расчет режимов, в том числе предварительной и финишной механической обработки поверхностей. Нормирование технологического процесса и определение квалификации работ; Расчет затрат на восстановление детали;Разработка комплекта технологической документации на восстановление детали (ремонтный чертеж детали и карта технологического процесса). АННОТОАЦИЯ Данный курсовой проект содержит 27 страниц, 5 таблиц. В курсовом проекте разработан проект технологического процесса восстановления деталей транспортных и технологических машин, объект проектирования «Вал ведущий». Дано обоснование необходимости восстановления детали. По рабочему чертежу детали, составлена ее техническая характеристика, дан анализ состояния изношенности детали, возможные способы устранения дефектов детали, рассчитаны параметры технологических режимов операций восстановления детали, в том числе нанесения покрытий и механической обработки. Ключевые слова: вал ведущий, дефектовка, восстановление и т.д. Целью выполнения курсовой работы является приобретение знаний и практических навыков по технологии и организации восстановления деталей на сервисных предприятиях в лесном комплексе. ВВЕДЕНИЕ Важнейшими факторами, определяющими эксплуатационную надежность и срок службы транспортных и технологических машин и оборудования являются эксплуатационные свойства поверхностного слоя материала и его прочность. При эксплуатации нередко изнашиваются рабочие поверхности деталей, что требует их полной замены и, как следствие, повышения себестоимости ремонта. В ряде случаев изготовление деталей целиком вообще нерационально в связи с высокой стоимостью материалов и трудностью обработки. Поэтому для решения задач повышения физико-механических показателей рабочих поверхностей деталей и увеличения их срока службы в машиностроении и предприятиях сервиса применяют различные способы восстановления и поверхностного упрочнения Восстановление деталей стало одним из важнейших показателей хозяйственной деятельности крупных ремонтных и специализированных малых предприятий. В последние годы разработаны и применяются технологии, которые позволяют получить ресурс восстановленной детали на уровне серийной и даже выше. Поэтому для решения задач повышения физико-механических показателей рабочих поверхностей деталей и увеличения срока их службы на предприятиях лесопромышленного комплекса применяют различные способы восстановления. Это является целесообразным и экономически выгодным. Себестоимость восстановления для большинства восстанавливаемых деталей не превышает 75% стоимости новых, а расход материалов в 15 – 20 раз ниже, чем на их изготовление. Высокая экономическая эффективность предприятий специализирующихся на восстановлении автомобильных деталей, обеспечивает им конкурентоспособность в условиях рыночного производства. Об этом свидетельствует опыт восстановления деталей в различных отраслях экономики, как в Российской Федерации, так и за рубежом. В высокоразвитых странах – США, Англии, Японии, ФРГ – ремонт в основном осуществляется на предприятиях изготовителях. Восстанавливают дорогостоящие, металлоёмкие, массовые детали. 1. Выбор способа устранения дефекта деталей Даная деталь изготавливается из стали марки 40ХС. Это конструкционная, легированная, хромистая сталь, содержащая 0,4% углерода и до 1,5% хрома. Легирующие компоненты увеличивают прокаливаемость стали, чем достигается равномерное распределение и улучшение её свойств по сечению. Имеет зеленоватый или желтоватый цвет. Температура закалки стали марки 40ХС равна 860°С, а температура отпуска - 500°С. Механические свойства: σт = 786 Мпа σв = 980 Мпа δ5 = 10% αn = 6 Дж/м2 Обычно сталь 40ХС применяют для изготовления деталей, работающих на средних скоростях при средних давлениях (зубчатые колёса, шпиндели, валы в подшипниках качения). Исходные данные: Nп = 1000 штук Коэффициент сложности KСЛ = 0,8 Коэффициент аналога KА = 0,6 Коэффициент роста производительности труда KР.ПР.ТР. = 3% Техническую характеристику детали составляем на основе изучения рабочего чертежа детали и технологического процесса её изготовления. Основные характеристики сводим в таблицу. Таблица 1 Техническая характеристика детали
Анализ состояния изношенной детали Анализ состояния изношенной детали начинаем с установления причин потери работоспособности при эксплуатации машины. Для этого изучаем конструкцию сборочной единицы, в которую входят детали, а также условия её работы. Наиболее распространённые дефекты детали и коэффициенты их повторяемости сводим в таблицу. Таблица 2 Наименование дефектов и коэффициент повторяемости
ремонт наружной поверхности под кольца по толщине; ремонт поверхности под подшипник и диски ремонт поверхности под роликоподшипник ремонт шлицев по толщине; ремонт шлицев по толщине; восстановление резьбы. 1.1 Выбор рационального способа устранения дефекта детали. Выбор способа восстановления детали следует осуществлять поэтапно, применяя последовательно технологический, технический и технико-экономический критерий. Перечень основных способов восстановления изношенных поверхностей: Износ шлицев по толщине Газоплазменное напыление. Способ основан на нанесении покрытия на детали напылением газовой струей порошка, нагретого пламенем газа до жидкого или вязко-текучего состояния. Порошок подается в зону плавления. Оборудование: УПТР-178М Ручная наплавка покрытыми электродами. Процесс дуговой наплавки основан на применении дуговой сварки плавящимся электродом. Оборудование: выпрямитель ВД-306 УЗ Механизированная наплавка в среде защитного (углекислого) газа. Отличается от ручной сварки применением защитной среды. Режим работы: наплавку ведут на постоянном токе обратной полярности, толщина наплавляемого слоя 0,8…1,0 мм, сила тока 85…110 А, напряжение 18…20 В, шаг наплавки 2.8…3.2 мм, расход углекислого газа 6…8 Н/мм. Оборудование: выпрямитель ВСЖ-303, сварочный трансформатор ТДФ-500, электрод марки Св-ХГ2С Вибродуговая наплавка. Суть наплавки заключается в том, что электрод вибрирует вдоль своей оси, вызывая короткие замыкания в сварочной цепи и кратковременные периоды действия дуги. Режим работы: толщина наплавляемого слоя 0,7 мм, диаметр электродной проволоки 1,6 мм, сварочный ток 120…150 А, шаг наплавки 1.6 мм. Оборудование: источник питания ТДМ-302 – ремдеталь выпрямитель ВД-201УЗ. Наплавка порошковыми проволоками. Эту наплавку выполняют на постоянном токе обратной полярности. Режим работы: диаметр проволоки 2.0 мм, сварочных ток 160…190 А, напряжение 18…20 В, проволока ПП-ФН4. Износ поверхности под кольца, распорную втулку и т.д.. Железнение. Обладает хорошими технико-экономическими показателями, высокой производительностью и относительной дешевизной, а также высокой поверхностной твердостью и износостойкостью. Для железнения данной поверхности применяют электролит №2. Контактная наварка металлической ленты. Сущность способа заключается в приварке и изношенной поверхности детали стальной ленты мощными импульсами тока. Режимы работы: частота вращения шпинделя 5…7 мин-1, подача каретки 3.0…3.6 мм/об, сила тока 5…5.5 кА. Оборудование: установка 011-1-02М «Ремдеталь». Механизированная наплавка в среде защитного газа. В качестве защитной среды используется углекислый газ или водяной пар. борудование: выпрямитель ВСЭ-303, сварочный трансформатор ТДФ-500. ежим работы: наплавку ведут на постоянном токе обратной полярности, толщина наплавляемого слоя 0.8…1.0 мм, сила тока 85…110 А, напряжение 18…20 В, шаг наплавки 2.8…3.2 мм. Наварка проволоки. Сущность способа состоит в привязке к изношенной поверхности металлической проволоки, при пропускании через нее мощного импульса тока. ежим работы: ток 1.2…2.5 кА, шаг 1…2.5 мм, усилие прижатия 0.6…1.0 кН. Оборудование: УЭМО-2. Плазменная сварка и наплавка. Наиболее распространенным и простым способом наплавки является наплавка по заранее насыпанному на наплавляемую поверхность порошку. Условия работы: наплавочный материал ПГ-УС25, толщина наплавляемого слоя 1.5 мм, напряжение 58 В, ток 140 А, скорость наплавки 0.17 м/мм. оборудование: установка для плазменной наплавки УПН-303. Технологический критерий. Он оценивает каждый способ и определяет принципиальную возможность применимости того или иного способа восстановления. Отобранные по этому критерию способы восстановления должны удовлетворять двум условиям: по своим технологическим особенностям они должны быть приемлемы к данной детали; устранять имеющиеся дефекты. Для устранения каждого дефекта детали может быть применено несколько способов, из которых выбираем наиболее рациональный. При выборе наиболее рационального технологического процесса восстановления деталей следует учитывать ряд исходных данных: размеры, форму и точность изготовления детали, её материал, термическую обработку, условия работы, вид и характер дефекта, производственные возможности ремонтного предприятия и др. Выбор рационального способа устранения дефекта детали производим в следующей последовательности. Сначала из перечня всех способов, уже использованных в ремонтной практике и рекомендуемых к внедрению производим предварительный отбор нескольких по технологическому и техническому критериям. По технологическому критерию (критерий применимости) производим отбор способов на основании возможностей их применения для устранения конкретного дефекта заданной детали с учётом величины и характера износа, материала детали и её конструктивных особенностей. По этому критерию назначаем все способы, с помощью которых технологически возможно устранить данные дефект. Технологические возможности способов восстановления деталей устанавливаем по их характеристикам, которые даны в специальной справочной и технической литературе. Таблица 3
Св/Кд, где Св – удельная себестоимость способа устранения дефекта, руб/м2 Кд – коэффициент долговечности восстанавливаемой детали. Кд = Ки∙Кв∙Ксц Ки – коэффициент износостойкости, Кв – коэффициент выносливости, Ксц – коэффициент сцепляемости. Значение Св принимаем по литературным источникам. Наиболее рациональным способом устранения дефекта детали считается тот, для которого отношение удельной себестоимости к долговечности Св/Кд min. Возможные способы устранения дефекта: Контактная наварка (КН) Кд = Ки∙Кв∙Ксц = 1.1∙0.8∙0.9 = 0.792 Св/Кд = 8.5/0.792 = 10.73 Ручная наплавка (РН) Кд = Ки∙Кв∙Ксц = 0.9∙0.8∙0.9 = 0.648 Св/Кд = 8.5/0.648 = 13.12 Наплавка в среде углекислого газа (НУГ) Кд = Ки∙Кв∙Ксц = 0.85∙1.0∙1.0 = 0.85 Св/Кд = 8/0.85 = 9.41 Выбираем НУГ т.к. технико-экономический показатель более высокий. 1.2 Расчёт толщины наносимого покрытия Толщину покрытия, наносимого на наружные цилиндрические поверхности определяем по формуле: h = U/2 + z1 + z2, где h – толщина покрытия, мм; U – износ детали, мм; z1 – припуск на обработку перед покрытием, мм (ориентировочно 0.1…0.3 мм на сторону); z2 припуск на механическую обработку после нанесения покрытия, мм на сторону, (из таблицы) h = 0.02/2 + 0.2 + 0.6 = 0.81 мм 2. Технологические расчёты при проектировании процессов восстановления деталей Процесс восстановления условно делим на два этапа. На первом этапе восстанавливаем геометрические размеры детали способом наплавки в среде защитного газа. На втором производим последующую механическую обработку нанесённого покрытия. 2.1 Расчёт параметров и выбор режима наплавки Принятые режимы операций (особенно нанесение покрытий) существенно влияют на ресурс восстановленных деталей. Поэтому они должны обеспечивать выполнение технических требований к детали, изложенных на ремонтном чертеже. Параметры режимов нанесения покрытий различными способами приведены в справочной литературе. В данной работе будут рассчитаны основные параметры режимов нанесения покрытий: сила тока, скорость наварки, частота вращения детали, скорость подачи проволоки и другие. Основные параметры режимов наплавки определяем по следующим формулам: Скорость наплавки Vн = αн∙I/h∙s∙γ = 12∙150/0.81∙2.5∙7.85 = 51 м/ч, Частота вращения детали nд = 1000∙Vн/60∙π∙d = 1000∙51/60∙3.14∙0.04 = 106 об/мин, Скорость подачи проволоки Vпр = 4∙ αн∙I/π∙dпр2∙γ = 4∙12∙150/3.14∙1.22∙7.85 = 25.9 м/ч, Шаг наплавки S = (2-2.5)dпр = 2.4-3 мм/об, Вылет электрода δ = (10-12)dпр = 12-14.4 мм, Смещение электрода l = (0.05-0.07)d = 2-2.8 мм, Где αн – коэффициент наплавки, г/Ач (при наплавке постоянным током обратной полярности αн = 11…14); h – толщина наплавленного слоя, мм; γ – плотность электродной проволоки, г/см3 (γ = 7.85); dпр – диаметр электродной проволоки, мм; I – сила тока, А; d – диаметр детали, мм. 2.2 Расчёт параметров и выбор режимов механической обработки покрытий Механическую обработку восстановленной поверхности детали выполняем шлифованием. При обработке восстановленных поверхностей шлифованием с продольной подачей принимаем глубину шлифования 0.005…0.15 мм/проход для чистовой и 0.1…0.025 мм/ проход для черновой обработки. Определяем число проходов i = zz/t = 0.7/0.1 = 7 (черновое), 0.08/0.01 = 8 (чистовое); где zz – припуск на шлифование (на сторону), мм Продольная подача S = Sд∙Вк = мм/об. где Sд – продольная подача в долях ширины круга на один оборот детали; Вк – ширина шлифовального круга, принимаем Вк = 20 мм. Продольную подачу для чернового шлифования восстановленных поверхностей деталей диаметром 40 мм принимаем 0.6Вк = 1.2 мм. Для чистового шлифования принимаем 0.2Вк = 0.4 мм. Окружную скорость Vд детали для чернового шлифования принимаем 60 м/мин, для чистового – 4 м/мин. Скорость продольного перемещения стола определяем по формуле: Vст = S∙nд/1000 = 1.2∙60/1000 = 0.072 м/мин (черновое), 0.4∙4/1000 = 0.0016 м/мин (чистовое) . 2.3 Составление маршрута технологического процесса и выбор оборудования | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||