Аннотация 3 страница

Примечание. При разработке ремонтного чертежа студентом могут быть приняты решения, отличные от рекомендуемых типовой технологией.

Технические требования выносят на поле чертеж над основным текстом, группируя вместе однородные требования в такой последовательности:

требования к термической обработке и свойствам материала восстанавливаемой детали; размеры, предельные отклонения размеров, форм и взаимного расположения поверхностей;

- требования к качеству поверхностей, покрытия и обработки.

На ремонтных чертежах детали при необходимости приводят указания по базированию при выполнении отдельных операций в виде схемы базирования на свободном поле чертежа.

2. 4 Разработка технологического процесса восстановления

Приступая к разработке технологического процесса восстановления детали предварительно необходимо найти его аналог. Такие сведения приводятся в научно-технической литературе. При выполнении курсовой работы рекомендуется использовать ремонтные чертежи и карты технологических процессов восстановления деталей автомобилей, тракторов, сельскохозяйственных машин и машин для механизации производственных процессов в животноводческих фермах, разработанные ГОСНИТИ.

Разработанный технологический процесс восстановления должен наиболее полно использовать ремонтную технологичность детали, обеспечивать необходимое качество восстановления, быть производительным, малоотходным, энерго- и трудосберегающим, безвредным, экологически чистым, экономичным. Ресурс восстановленной детали должен быть не ниже 80% ресурса новой детали.

В курсовой работе по заданию преподавателя технологический процесс разрабатывается для подефектной (на каждый дефект в отдельности) или маршрутной (на сочетание дефектов) технологии восстановления.

2. 4. 1 Выбор установочных технологических баз для обработки

Выбирая установочные технологические базы необходимо:

1. Стремиться выполнить все операции механической обработки, используя одни и те же установочной базы, так как при этом достигается наилучшая соосность, взаимная перпендикулярность, параллельность и концентричность поверхностей, т. е., по возможности, обрабатывать детали с одного установа.

2. Применять в качестве установочных (технологических) баз сохранившиеся базы завода-изготовителя: центровые отверстия, установочные буртики, отверстия и т. д., предварительно исправив их в случае повреждения.

3. При отсутствии установочных заводских баз принять в качестве установочных баз сохранившиеся (не требующие восстановления) базовые и базисные поверхности детали (чистовые базы), определяющие ее положение в изделии. В качестве баз желательно принимать поверхности, обладающие наибольшей жесткостью и достаточными размерами.

4. Если на восстанавливаемой детали нет заводских баз, то необходимо использовать черновую базу. В качестве черновых баз принимаются поверхности, которые не обрабатываются или обрабатываются с минимальной точностью и не имеют больших уклонов и неровностей. Черновая база используется один раз и только на первой операции. От черновой базы обрабатывают все базовые (базисные) поверхности желательно также за один установ. Если за один установ нельзя обработать все поверхности, то сначала обрабатывают базовые (базисные) поверхности, от которых будут отсчитываться координатно-сборочные или координатно-кинематические размеры.

5. Нужно стремиться, чтобы установочная база совпадала с измерительной, иначе может возникнуть погрешность базирования.

Примечание. Базовая поверхность – поверхность детали, опирающаяся на другую деталь. Базисная поверхность служит опорой для другой детали. Координатно-сборочный размер обеспечивает правильность сборки сборочной единицы. Координатно-кинематический размер обеспечивает точность движения исполнительного звена механизма.

2. 4. 2 Выбор оборудования

Для каждой операции выбирают тип применяемого оборудования (токарное, сверлильное, фрезерное, наплавочное и т. д.), затем уточняют его модель, марку или шифр, используя паспортные данные оборудования, которые берут из справочников. Оборудование должно удовлетворять следующим требованиям:

1. Рабочая зона станка (оборудования) должна соответствовать габаритам и форме обрабатываемой детали, например, для токарных станков – это максимальная высота центров и расстояние между центрами.

2. Мощность, жесткость, кинематические данные оборудования должны позволять выполнить операцию с наивыгоднейшими режимами обработки.

3. Выбранное оборудование должно обеспечивать возможность обеспечить требуемую точность размеров, взаимного расположения и шероховатость рабочих поверхностей детали.

4. Оборудование должно удовлетворять требованиям охраны труда, прежде всего, техники безопасности и производственной санитарии.

2. 4. 3 Выбор средств измерений

Вид и точные характеристики выбираемых средств измерений зависят от размера и допустимого отклонения обрабатываемой поверхности (элемента) детали. Средства измерений выбирают в соответствии с ГОСТ 8. 051-81. Стандарт устанавливает допустимые погрешности измерений от линейных размеров и точности (квалитет) изготовления элементов детали.

Допускаемая погрешность измерения – это наибольшее значение погрешности, получаемое при использовании данного измерительного средства, при котором зафиксированный результат измерений может быть принят за действительный.

При ремонте машин измерительные средства выбирают для двух видов измерений: измерения с целью дефектации деталей и измерения при механической обработке восстанавливаемых деталей.

При дефектации измерительное средство выбирают по номинальному размеру измеряемого элемента детали с учётом допуска на износ, т. е. величины износа. Это позволяет избежать необоснованного назначения измерительного средства повышенной точности.

При обработке восстанавливаемой детали измерительное средство выбирают в соответствии с номинальным размером измеряемого элемента детали и допуска на его обработку.

В курсовой работе средства измерения диаметров валов, отверстий, и т. д. выбирают по номограммам (приложение Ж).

2. 4. 3. 1 Выбор средств измерений по номограмме

Средство измерения определяется пересечением линий номинального диаметра (горизонтальной линии) и вертикальной линии – допуска на обработку или износ.

Выбор универсального средства измерения.

При дефектации детали.

Пример 1. Деталь – вилка переключения трактора ЮМЗ.

Дефект – износ зева вилки по ширине.

Размер зева по чертежу 69^+0,40 мм.

Допустимый без ремонта размер 71,00 мм.

Допуск на износ 71,00-69,00=2,0 мм.

По номограмме для дефектации вилки (износ зева) выбираем штангенциркуль с отсчетом 0,1 мм – ШЦ-I-125-0,1 ГОСТ 166-89.

Пример 2. Деталь – вал вторичный коробки перемены передач трактора ЮМЗ.

Дефект – износ шейки под шарикоподшипник.

Диаметр шейки по чертежу – мм.

Допустимый диаметр шейки 39,96 мм.

Допуск на износ 40,002-39,960=0,042 мм.

По номограмме выбираем микрометр МК50-2 ГОСТ 6705-90 (без указания класса точности).

Пример 3. При восстановлении (изготовлении) детали.

Диаметр шейки вала после обработки должен быть мм.

Допуск на обработку шейки вала δ=0,050-0,025=0,025 мм.

По номограмме выбираем измерительное средство – микрометр МК-50 ГОСТ 6705-90.

2. 4. 4 Расчет припусков

В курсовой работе рассчитывают общий припуск и операционные припуски. Общий припуск – это слой материала, который необходимо удалить с ремонтной заготовки для получения окончательно обработанной поверхности детали.

Операционный припуск – слой материала, удаляемый при выполнении одной конкретной операции (перехода). По указанию преподавателя, на каждый операционный припуск может назначаться допуск. Способ задания припуска (на одну сторону или диаметр) оговаривается в технологии. Операционные припуски и допуски берут из справочных таблиц [14, 23].

Широкие припуски увеличивают затраты на наращивание поверхности детали, время и стоимость механической обработки. Узкие (малые) припуски могут не обеспечить требуемой точности размера и качества поверхности, усложняют обработку.

При механической обработке, выполняемой за несколько переходов, общий припуск распределяется примерно так: 45% – при черновой, 30% – при получистовой, 25% – при чистовой обработке. Схему расчёта припусков и результаты записывают в приведённую ниже сводную карту.

Таблица 5 – Сводная карта расчёта припусков и размеров заготовки по технологическим переходам

Операция, переход	Припуск на переход, мм	Допуск на припуск, мм	Размеры заготовки по переходам, мм
Наименьший	Наибольший

2. 4. 5 Формирование технологического маршрута (плана) операций

Технологический процесс восстановления детали состоит, в большинстве случаев, из двух последовательных этапов: получения ремонтной заготовки и последующей механической обработки поверхностей. Как первый, так и второй этапы могут сопровождаться операциями термической обработки (отжиг, нормализация, объемная или поверхностная закалка и т. д.).

Нормирование технологического маршрута начинают с составления необходимого перечня операций и затем устанавливают последовательность их выполнения, т. е. формируют технологический маршрут для устранения заданного сочетания дефектов. План (последовательность) выполнения операций приводят в пояснительной записке. Операции технологического маршрута записывают в повелительном наклонении. Например, наплавить (деф. 1, 3), сверлить, точить (деф. 1, 3), нарезать резьбу (деф. 1), шлифовать (деф. 3), контролировать.

После этого выбирают установочные базы, если они не указаны на ремонтном чертеже, тип оборудования и технологическую оснастку для устранения каждого дефекта в отдельности. К технологической оснастке относятся: приспособления, вспомогательный, режущий, слесарно-монтажный, специальный инструменты, средства измерения.

Первыми выполняются операции по нанесению (наращиванию) материала на поверхности: наплавка, гальванопокрытие, металлизация, электромеханическая обработка и др. Затем следуют операции механической обработки. Первой операцией механической обработки является исправление установочных баз, затем производится черновое точение или черновое шлифование. Последующие операции – получистовое, чистовое точение или шлифование. Отделочные операции выполняются на заключительном этапе. Набор операций определяется требованиями точности и шероховатости окончательно обработанной поверхности. Операциям нанесения (наращивания) может предшествовать механическая обработка поверхности (точение, шлифование), например, перед гальванопокрытием, наплавкой посадочных мест на чугунных и стальных деталях, восстановлением резьбы и др. В технологический маршрут может также включаться правка изогнутых деталей (валов, осей и др.), балансировка быстровращающихся деталей (шкивов, дисков и др.).

2. 4. 6 Расчет и назначение режимов выполнения операций технологического процесса восстановления (упрочнения)

2. 4. 6. 1 Расчет режимов резания при токарной обработке

Технологические процессы восстановления или упрочнения деталей машин, состоят непосредственно из операций по восстановлению (упрочнению), например, наплавка, напыление, термическая обработка и т. п., а также из операций механической обработки (токарная, шлифовальная, хонинговальная и т. п.), которые могут быть, как подготовительными к восстановлению (упрочнению), так и завершающими, например, для доведения размеров поверхностей деталей к номинальным. При выборе определенных способов восстановления (упрочнения) деталей необходимо учитывать материал и конструктивные особенности детали, физико-механические, триботехнические и эксплуатационные характеристики ее рабочих поверхностей. Режимы выполнения операций восстановления (упрочнения), в зависимости от выбранного способа, можно рассчитать, используя литературные источники [11, 19, 23].

При проектировании технологических процессов режимы резания назначают или рассчитывают после составления плана технологического процесса, расчета припусков и выбора оборудования, на котором будет производиться обработка, выбора режущего инструмента и приспособлений для базирования детали.

В индивидуальном, мелкосерийном и серийном производствах чаще применяют наладки с одним режущим инструментом, а для серийного, крупносерийного и массового – характерны многоинструментальные наладки. Методика назначения режимов резания на упомянутые наладки принципиально отличается от методики назначения режимов резания при одноинструментальных наладках.

Назначение рациональных режимов резания заключается в выборе наиболее выгодного сочетания глубины, подачи и скорости резания, которые обеспечивают в данных условиях с учетом эффективного использования режущих средств, инструмента и кинематических возможностей оборудования наибольшую производительность труда и низкую себестоимость выполнения операций [11, 14, 23].

Первым этапом определения режимов резания является выбор глубины резания для выполнения данного перехода, который принимается на основании расчета припусков.

Для токарных операций припуск на обработку определяется по формуле:

(29)

где D – диаметр заготовки, мм;

d – диаметр обработанной поверхности, мм.

Число проходов, необходимое для снятия припуска, определяют по формуле:

(30)

где t – глубина резания (принимается в пределах от 0,5 до 2 мм для чистового точения), мм.

При исправлении центровых отверстий глубину резания определяют по формуле:

(31)

где D – диаметр инструмента, мм.

Глубину резания при черновой обработке назначают, исходя из соображений снятия припуска за один рабочий ход. Если припуск за один рабочий ход снять не удается, то назначают два или более рабочих ходов.

При чистовой обработке глубину резания назначают из условия обеспечения точности получаемого размера и требуемой шероховатости поверхности.

Вторым этапом назначения режимов резания является определение допустимой подачи. Для уменьшения основного технологического времени желательно работать с большей технологически допустимой подачей. Величину подачи S (мм/об) определяют по таблицам [11, 14, 23].

После выбора диапазона допустимых подач нужно скорректировать ее величину по паспортным данным станка, учитывая примечания, которые имеются в карте режимов. Подачу при черновой обработке назначают максимально допустимой, которую возможно осуществить на станке. При черновой обработке подача лимитируется прочностью и жёсткостью элементов технологической системы СПИД (станок-приспособление-инструмент-деталь), а при чистовой – точностью получаемого размера и заданной шероховатостью поверхности.

Третьим этапом назначения режимов резания является установление скорости резания, величина которой согласно [11, 14, 23] указывается видом работ и типом инструментов, отдельно на обработку легированных, нержавеющих и жаростойких сталей, чугунов, медных сплавов и других материалов.

Скорость резания зависит от глубины резания, подачи, качества обрабатываемого материала, режущих свойств и геометрических параметров инструмента, условий охлаждения.

Скорость резания назначают, исходя из принятой глубины резания и подачи, а затем корректируют с учетом факторов, которые не учтены таблицами нормативов.

Расчетная скорость при черновой обработке проверяется на допустимую мощность станка.

После определения скорости резания по нормативам устанавливают частоту вращения шпинделя с закрепленной деталью или инструментом, мин.^-1:

(32)

где V_РЕЗ – табличное значение скорости резания, м/мин.;

D – диаметр обработки, мм.

Далее частота вращения шпинделя корректируется по паспортным данным станка в сторону ближайшей величины и устанавливается соответственно n_{ШП. ФАКТ.} мин.^-1:

(33)

Для назначения режимов резания при одноинструментальной операции можно пользоваться [11, 14, 23].

Скорость резания V (м/мин.) и число оборотов n (мин.^-1) определяют по таблицам [11, 14, 23].

Число оборотов детали n (мин.^-1) определяется по формуле:

(34)

где V – скорость детали, м/мин.;

d – диаметр наплавляемой поверхности, мм.

Принимается наибольшее число оборотов n по паспортным данным станка.

Режимы выполнения операций могут быть определены как расчетом по эмпирическим формулам, так и по таблицам нормативных справочников с учетом всех поправочных коэффициентов, соответствующих изменению условий резания [11, 14, 23].

В расчетно-пояснительной записке необходимо произвести выбор и расчет режимов выполнения всех технологических операций восстановления (упрочнения) заданной поверхности детали согласно разработанному плану технологического процесса с обоснованными пояснениями и необходимыми ссылками на литературные источники.

2. 4. 6. 2 Расчет режимов резания при шлифовании

Глубина шлифования:

t = 0,010-0,025 мм при черновом шлифовании;

t = 0,005-0,015 мм на один проход при круглом чистовом шлифовании.

Число проходов, необходимое для снятия припуска, определяют по формуле:

(35)

где z – припуск на шлифование (на сторону), мм.

Продольная подача:

(36)

где S_Д – продольная подача в долях ширины круга на один оборот детали;

В_К – ширина шлифовального круга, мм. В_К = 20-60 мм.

При круглом шлифовании S зависит от вида шлифования:

- при черновом шлифовании деталей, изготовленных из любых материалов, диаметром меньше 20 мм – S = (0,3-0,5)·В_К;

- при черновом шлифовании деталей из любых материалов диаметром более 20 мм – S = (0,6-0,7)·В_К;

- для деталей из чугуна – S = (0,75-0,85)·В_К;

- при чистовом шлифовании независимо от материала и диаметра детали – S = (0,2-0,3)·В_К [13, 18-20].

Окружная скорость детали:

- для чернового шлифования – V_Д = 20-80 м/мин;

- для чистового шлифования – V_Д = 2-5 м/мин.

Частота вращения детали:

(37)

где D – диаметр детали, мм.

Скорость продольного перемещения стола:

ng w:val="UK"/></w:rPr><m:t>, Рј/РјРёРЅ.</m:t></m:r></m:oMath></m:oMathPara></w:p><w:sectPr wsp:rsidR="00000000"><w:pgSz w:w="12240" w:h="15840"/><w:pgMar w:top="1134" w:right="850" w:bottom="1134" w:left="1701" w:header="720" w:footer="720" w:gutter="0"/><w:cols w:space="720"/></w:sectPr></wx:sect></w:body></w:wordDocument>"> (38)

Основное время при шлифовании:

g w:val="UK"/></w:rPr><m:t>в€™Рљ,</m:t></m:r></m:oMath></m:oMathPara></w:p><w:sectPr wsp:rsidR="00000000"><w:pgSz w:w="12240" w:h="15840"/><w:pgMar w:top="1134" w:right="850" w:bottom="1134" w:left="1701" w:header="720" w:footer="720" w:gutter="0"/><w:cols w:space="720"/></w:sectPr></wx:sect></w:body></w:wordDocument>"> (39)

где L – длина продольного хода стола, мм.

- при шлифовании на проход:

(40)

- при шлифовании в упор:

(41)

где l – длина шлифуемой поверхности, мм;

К – коэффициент точности (коэффициент выхаживания), равный при черновом шлифовании 1,1; при чистовом – 1,4.

2. 4. 6. 3 Расчет режимов автоматической наплавки под слоем флюса

Скорость наплавки V_Н, м/ч:

(42)

где α_Н – коэффициент наплавки, г/А-ч. При наплавке постоянным током обратной полярности α_Н = 11-14 [13, 18-20];

I – сила тока при сварке (наплавке), А;

h – толщина наплавленного слоя, мм;

γ – плотность электродной проволоки, г/см³. Для стали γ = 7,85 г/см³.

Таблица 6 – Зависимость силы тока от диаметра детали

Диаметр детали, мм	Сила тока, А при диаметре электродной проволоки, мм
1,2-1,6	2,0-2,5
50-60	120-140	140-160
65-75	150-170	180-220
80-100	180-200	230-280
150-200	230-250	300-350
250-300	270-300	350-380

Частота вращения детали n, мин^-1:

(43)

где d – диаметр изношенной детали после ее подготовки к наплавке (наращиванию), мм.

Скорость подачи электродной проволоки V_ПР, м/ч:

(44)

где d_ПР – диаметр электродной проволоки, мм;

Шаг наплавки S, мм/об:

(45)

Вылет электрода δ, мм:

(46)

Смещение электрода l, мм:

(47)

Параметры режимов наплавки подставлять в расчетные формулы без изменения размерностей.

Толщина покрытия h, мм, наносимого на наружные цилиндрические поверхности, определяется по следующей формуле:

(48)

где D – номинальный диаметр детали, мм;

z – припуск на механическую обработку после нанесения покрытия, мм.

Таблица 7 – Минимальный припуск на механическую обработку при восстановлении деталей различными способами

Способ восстановления	Минимальный односторонний припуск z, мм
Ручная электродуговая наплавка	1,4-1,7
Наплавка под слоем флюса	0,8-1,2
Вибродуговая наплавка	0,6-0,8
Наплавка в среде углекислого газа	0,6-0,8
Плазменная наплавка	0,4-0,6
Аргонно-дуговая наплавка	0,4-0,6
Электроконтактная наплавка	0,2-0,5
Газотермическое напыление	0,2-0,6
Осталивание	0,1-0,2
Хромирование	0,05-0,10

Применяются следующие марки проволок: Нп-40, Нп-80, Нп-50Г, Нп-65Г, Нп-30ХГСА. В качестве флюсов применяют: АН-348А, ОСЦ-45, АНК-19 и др.

2. 4. 6. 4 Расчет режимов вибродуговой наплавки

Сила тока I = (60-75)·d_ПР.

Скорость подачи электродной проволоки может быть подсчитана по формуле:

(49)

где U – напряжение, В.

Скорость наплавки рассчитывают по формуле:

(50)

где η – коэффициент перехода электродного материала в наплавленный металл. Принимают равным 0,8-0,9;

а – коэффициент, учитывающий отклонения фактической площади сечения наплавленного слоя от площади четырехугольника с высотой h, а = 0,8.

Между скоростью подачи электродной проволоки V_ПР и скоростью наплавки V_Н существует оптимальное соотношение, при котором обеспечивается хорошее качество наплавки. Обычно V_Н = (0,4-0,8)·V_ПР. С увеличением диаметра электродной проволоки до 2,5-3,0 мм – V_Н = (0,7-0,8)·V_ПР [13, 18-20].

Частота вращения детали при наплавке цилиндрических поверхностей определяется по формуле (43).

Шаг наплавки S, мм/об:

(51)

Амплитуда колебаний А, мм:

(52)

Индуктивность L, Гн:

(53)

где і – максимальная сила тока в цепи, А. Ее берут в два раза больше силы тока по амперметру;

f – частота колебаний, Гц.

Применяются следующие марки электродных проволок: Нп-65, Нп-80, Нп-30ХГСА и др. Полярность обратная.

2. 4. 6. 5 Расчет режимов наплавки в среде углекислого газа

Сила тока выбирается в зависимости от диаметра электродной проволоки и диаметра детали (табл. 8).

Таблица 8 – Режимы наплавки в среде углекислого газа

Диаметр проволоки dПР, мм	Диаметр детали d, мм	Сила тока I, А	Напряжение дуги UД, В
0,8-1,0	10-20	70-95	18-19
20-3	90-120	18-19
30-40	110-140	18-19
1,0-1,2	40-50	130-160	18-20
1,2-1,4	50-70	140-175	19-20
1,4-1,6	70-90	170-195	20-21
1,6-2,0	90-120	195-225	20-22

Скорость наплавки (V_Н), частота вращения (n), скорость подачи электродной проволоки (V_ПР), шаг наплавки (S), смещение электрода (l) определяются по тем же формулам, что и при наплавке под слоем флюса.

Коэффициент наплавки при наплавке на обратной полярности α_Н = 10-12 г/А-ч. Вылет электрода δ = 8-15 мм. Расход углекислого газа составляет 8-20 л/мин. Наплавка осуществляется проволоками Нп-30ХГСА, Св-18ХГСА и др.

Полярность обратная.

Норма времени на выполнение наплавочной работы (Т_Н) складывается из следующих элементов затрат времени:

(54)

где Т_О – основное время, мин. определяется по следующей формуле:

(55)

Дата добавления: 2015-07-15