Разработка технологического процесса восстановительного ремонта
2.1 Характеристика детали и условия её работы
· класс детали (корпусные детали, полые стержни, стержни с фасонной поверхностью и т. д.);
· материал, из которого изготовлено изделие. Если изделие составное, то указать материал всех элементов;
· наличие термической обработки в целом или отдельных её участков. При наличии термообработки указать твердость обработанных поверхностей;
· характеристика материала (твердость, предел прочности и т. д.);
· шероховатость рабочих поверхностей и точность их обработки (по восстанавливаемым поверхностям);
· базовые поверхности при ремонте;
· характер износа изделия (равномерный, неравномерный, односторонний и т. д.);
· характер нагрузок (постоянные, ударные, знакопеременные и т. д.);
· характер деформаций (изгиб, скручивание и т. д.).
2.2 Выбор способа восстановления детали
Деталь должна быть восстановлена с минимальными трудовыми и материальными затратами, при обеспечении максимального срока службы детали после ремонта. При обосновании способа устранения дефектов детали следует рассмотреть:
· конструктивные особенности детали;
· материал детали, возможные изменения структуры, твердости, износостойкости и т. д.;
· число и вид дефектов;
· возможные способы устранения каждого дефекта;
· возможность последующей механической обработки;
· технико-экономическую целесообразность устранения дефектов данными способами.
При возможности устранения нескольких дефектов одной детали одним способом, нецелесообразно применять различные способы устранения дефектов.
После выбора способа следует выполнить схемы технологического процесса устранения каждого дефекта в отдельности, наметив последовательность операций для устранения каждого дефекта, включая подготовительные. Для каждой операции по механической обработке указать установочную базу (центровые отверстия, фаски, шейки, торцы, гнезда и т. д.).
Установочными базами называются поверхности обрабатываемых деталей, с помощью которых они ориентируются на станке или в приспособлении по отношению к режущему инструменту. Установочные базы выбираются для каждой операции в отдельности. При износе базовой поверхности, её следует восстанавливать в первую очередь, используя вспомогательную базу или выбрав новую.
При выборе базовых поверхностей необходимо, чтобы технологический процесс обеспечивал технические требования на прямолинейность, параллельность, перпенди-кулярность осей и поверхностей обрабатываемой детали.
Рекомендуемая последовательность выбора способов восстановления
1. Изучить конструкцию детали.
2. Рассмотреть каждый дефект в отдельности и привести всевозможные способы устранения дефектов с учётом конструкции детали, её материала и производственной возможности предприятия.
3. Выполнить анализ возможных способов устранения каждого дефекта в отдельности. По возможности найти одноимённые для устранения нескольких дефектов.
4. Выбрать конкретный способ устранения для каждого дефекта в отдельности.
Выбрать способы устранения дефектов поворотного кулака автомобиля ЗиЛ 4314.10.
1. Износ шеек под подшипники.
2. Износ отверстия во втулках шкворня.
3. Износ резьбы М36х2-6g.
Возможные способы устранения дефектов:
При анализе способов устранения каждого дефекта выбираем три способа, пригодных для устранения этих дефектов: вибродуговая наплавка, осталивание, замена втулок.
2.3 Схема технологического процесса
Технологический процесс восстановления детали составляется в виде последова-тельности по устранению дефектов детали. Для правильного составления этой последова-тельности предварительно должны быть составлены схемы технологического процесса.
Схема технологического процесса представляет собой последовательность операции, необходимых для устранения дефекта детали. При наличии на детали нескольких дефектов схемы составляются на каждый дефект отдельно.
При определении числа операции необходимо исходить из следующего:
— операция это законченная часть технологического процесса, выполняемая на одном рабочем месте и характеризующаяся единством содержания и последовательности техноло-гических переходов;
— для реализации конкретного способа устранения дефекта требуются подготовительные, восстановительные, заключительные и контрольные операции.
При устранении дефектов, связанных с износом поверхностей, подготовительные операции предназначены для устранения следов износа и придания поверхности правильной геометрической формы и требуемой чистоты поверхности. Эти операции обычно станочная обработка. Припуск на обработку зависит от вида и характера износа, а также вида обработки, вида операции восстановления.
Заключительные операции предназначены для придания поверхности формы, размера, чистоты и точности согласно техническим требованиям.
Контрольные операции выполняются по необходимости.
На этапе составления схем технологического процесса каждой операции присваивается порядковый номер внутри каждой схемы в отдельности.
Наименование операции зависит от применяемого оборудования. Содержание операции должно быть кратким и в повелительном наклонении.
После определения числа и последовательности операций для устранения дефекта определить установочную базу.
Схему выполнить в табличной форме.
Таблица 1 Схема технологического процесса
| Дефект | Способ устранения | № операции | Наименование и содержание операции | Установочная база |
Разработать схему технологического процесса устранения группы дефектов поворотного кулака автомобиля ЗиЛ 4314.10.
| Дефект | Способ устранения | № операции | Наименование и содержание операции | Установочная база |
| Схема 1 | ||||
| Износ шеек под подшипники | Осталивание | 1 | Шлифовальная Шлифовать две шейки под подшипники «как чисто» | Центровые отверстия |
| 2 | Осталивание Подготовить деталь и осталивать шейки под подшипники | Отверстие под рычаг | ||
| 3 | Шлифовальная Шлифовать две шейки под номинальный размер | Центровые отверстия | ||
| 4 | Мойка Промыть деталь | |||
| Схема 2 | ||||
| Износ отверстии во втулках шкворня | Замена втулок | 1 | Слесарная Выпрессовать старые втулки, запрессовать и раздать новые | Торцовая поверхность |
| 2 | Сверлильная Развернуть втулки шкворня до номинального размера | Торцевая поверхность | ||
| Схема 3 | ||||
| Износ резьбы М36х2-6g | Вибродуговая наплавка | 1 | Токарная Проточить изношенную резьбу | Центровые отверстия |
| 2 | Наплавка Наплавить резьбовую шейку | Центровые отверстия | ||
| 3 | Токарная Проточить шейку и нарезать резьбу | Центровые отверстия | ||
| 4 | Мойка Промыть деталь в содовом растворе |
2.4 План технологических операций
При выполнении раздела следует определить последовательность выполнения операций, подобрать оборудование, приспособления, режущий и измерительный инструмент.
Для восстановления деталей применяют следующие виды технологии: маршрутная, подефектная, жестко фиксированная. В авторемонтном производстве наиболее распространена маршрутная технология. Она характеризуется технологическим процессом на определенную совокупность дефектов у детали. Таким образом, восстановление детали может производиться несколькими технологическими процессами в зависимости от сочетания дефектов.
Маршрут ремонта должен предусматривать технологическую взаимосвязь сочетаний дефектов со способами их устранения.
Последовательность составления плана операции:
— проанализировать операции во всех схемах технологического процесса. Выявить подготовительные и одноимённые операции, операции связанные с нагревом или пласти-ческими деформациями детали и т. д.;
— обьеденить операции связанные общность применяемого оборудования;
— выявить операции восстановления базовых поверхностей;
— распределить операции в технологической последовательности: подготовительные, восстановления базовых поверхностей, восстановления геометрических осей, операции связанные с нагревом (сварка, наплавка, пайка), все остальные операции.
На все дефекты детали составляется единый план, имеющий общую (сквозную) нумерацию операций.
При составлении плана желательно использовать наименьшее количество операций, обеспечивающих наибольшее качество восстанавливаемых деталей.
Каждая последующая операция должна обеспечивать сохранность качества рабочих поверхностей детали, достигнутого в предыдущих операциях.
После определения технологической последовательности для каждой операции следует подобрать основное оборудование, инструмент и приспособления.
Оборудование подбирается из каталогов оборудования или справочной литературы. Инструмент подбирается с учетом вида обработки, необходимой точности и чистоты поверхности. Приспособления подбирается в зависимости от цели его использования (ус-тановка, крепление, выверка точности и т. д.). При применении приспособлений, входящих в комплект основного оборудования, его указывать не следует (например, станочные тиски).
План технологической операции выполнить в виде таблицы
Таблица 2 План технологических операции
| № операции | Наименование и содержание операций | Оборудование | Приспособления | Инструмент |
| рабочий | измери-тельный |
Пример плана операций для кулака поворотного автомобиля ЗиЛ 4314.10
Источник
Разработка технологического процесса восстановления детали
Исходными данными для проектирования технологических процессов восстановления детали, служат:
— годовая производственная программа ремонта деталей (указывается в задании на проектирование руководителем);
— рабочий чертеж детали с указанием размеров и допустимых погрешностях на размеры, марки материала детали и ее веса.
Ремонтный чертеж должен иметь необходимое количество проекций, данные о числе поврежденных поверхностей (дефекты).
Ремонт детали предусматривает восстановление ее работоспособности, первоначальной посадки, размеров, формы, прочности, твердости и др.
Устранять одни и те же дефекты возможно различными способами, и, наоборот один и тот же способ может быть применен для устранения разных дефектов.
Разработка технологических процессов при ремонте необходима для установления содержания и последовательности выполнения операций по восстановлению детали.
Разработка технологического процесса восстановления детали включает комплекс работ:
1. Анализ преемственности технологических процессов изготовления и ремонта.
2. Анализ возможных способов устранения отдельных дефектов детали.
3. Выбор технологической базы для обработки детали – это вспомогательные базовые неизношенные поверхности.
4. Разработка последовательности выполнения технологических операций и составления маршрутной карты. По каждой операции намечается оборудование, приспособления, измерительный и режущий инструмент. Размеры обработки указываются на эскизе. В мелкосерийном производстве следует применять универсальное оборудование.
5. Припуск на обработку восстановленных деталей колеблется в пределах в зависимости от способа восстановления. Например,
— После хромирования шеек валов (0,05 …0,03 мм);
— При металлизации шеек валов (1 …3 мм);
— После наплавки (2…4 мм);
— Припуск на хонингование (0,02…0,05 мм).
При механической обработке наплавленных и закаленных поверхностей применяют резцы с пластинками из твердых сплавов Т5К10 и Т15К6.
6. Режимы резания: глубина резания, подача (выбирается меньшая) корректируется по паспорту станка, скорость резания, частота вращения шпинделя – выбираются по таблицам из справочников. Глубина резания t, число проходов i определяются в зависимости от припуска на обработку h 
7. Расчет нормы времени на каждую операцию ведется по формуле:
Тн = То +Тв + Тдоп + Тпз,
где То — операционное время механической обработки, ковки, штамповки, окраски и т.д. (рассчитывается);
Тв — вспомогательное время, затрачиваемое на установку и снятие детали, управление оборудованием, измерение изделия;
Тдоп — время обслуживания рабочего места: регулировка, подналадка, осмотр, смазка, уборка рабочего места в конце смены, время на отдых и личные надобности.
Тпз — подготовительно-заключительное время: ознакомление с работой, получение документации, подготовка рабочего места, наладка оборудования, работы связанные с окончанием работы.
Таблица № 4.1 Штучное время на слесарные работы
| Наименование операций | Факторы, влияющие на проведение операций, их значение и неполное штучное времяна выполнение операций | ||||||
| Опиливание кромок и фасок напильником | Ширина фаски не более, мм | 1,5 | 2,6 | 3,0 | 4,0 | 6,0 | |
| Время, (мин.) при длине кромки или фаски не более: 50 мм 400 мм 1000 мм | 0,8 2,1 3,1 | 1,0 2,5 3,4 | 1,2 3,0 4,5 | 1,4 3,5 5,4 | 1,7 4,3 6,6 | ||
| Опиливание и зачистка напильником сварных швов на обработанной поверхности | Длина не более, мм | ||||||
| Время, (мин.) при толщине свариваемого металла не более: 4,0 мм 8,0 мм 12,0 мм | 4,0 4,6 5,6 | 4,5 5,1 6,2 | 5,4 6,2 7,5 | 6,5 7,4 9,0 | 8,2 9,4 11,4 | ||
| Сверление отверстий ручной дрелью (электродрелью) | Диаметр отверстия не более, мм | 4,0 | 9,0 | 15,0 | |||
| Время, (мин.) при глубине сверления не более: 5,0 мм 12,0 мм 20,0 мм | 0,7 (0,3) 1,5 (0,6) 2,0 (0,9) | 1,4 (0,6) 3,2 (1,1) 4,2 (1,7) | 2,7 (1,1) 5,8 (1,9) 7,8 (2,9) | ||||
| Развертывание отверстий вручную | Длина отверстий не более, мм | ||||||
| Время, (мин.) при диаметре отверстия не более: Припуск на обработку до 0,2 мм: 20 мм 25 мм 40 мм | 0,6 0,8 1,0 | 1,0 1,3 1,5 | 1,4 1,9 2,2 | 1,8 2,4 2,8 | 2,1 2,8 3,3 | 2,5 3,4 4,0 | |
| Нарезание резьбы вручную в сквозных отверстиях | Длина нарезания на более, мм | ||||||
| Время, (мин.) в зависимости от диаметра и шага резьбы | 1,9 1,9 1,7 1,5 1,8 4,1 | 2,8 5,1 2,8 2,6 2,8 2,4 | 4,0 — 3,9 3,5 3,5 3,1 | ||||
| диаметр, мм | шаг, мм 0,75 1,0 1,0 1,5 1,0 2,0 | ||||||
| Преподаватель Притирка цилиндрических поверхностей вручную | Наибольший диаметр притираемой поверхности, мм | 5,0 | 8,0 | 11,0 | 17,0 | 25,0 | 50,0 |
| Время, (мин.) в зависимости от вида обрабатываемой детали: пробка кран клапан | 4,0 10,0 12,0 | 6,0 14,0 16,0 | 9,0 21,0 21,0 | 13,0 28,0 28,0 | 19,0 36,0 42,0 | 39,0 69,071,0 | |
| Зачистка наждачной бумагой плоских поверхностей под пайку | Длина зачищаемой поверхности не более, мм | ||||||
| Время, (мин.) при ширине зачищаемой поверхности не более: 8,0 мм 10,0 мм 20,0 мм | 0,24 0,27 0,47 | 0,32 0,35 0,61 | 0,46 0,51 0,90 | 0,66 0,73 1,27 | 0,79 0,86 1,52 | 0,91 1,01 1,77 | 1,34 1,48 2,60 |
| Пайка припоями | Длина шва не более, мм | ||||||
| Время, (мин.) | 1,31 | 1,78 | 3,50 |
Тв = 3 – 5 мин Тдоп. = 6% от То Тпз. = 10 – 12 мин.
Нормирование станочных работ
где L — длина обрабатываемой детали,
S — подача резца (мм/об)
i — число проходов
n — число оборотов детали
V — скорость резания
При нарезании резьбы S равна шагу резьбы.
Тв = 3,2 мин.; Тдоп. = 7- 9% от То; Тпз. = 25 мин; i = z / t
Таблица 4.2 Режим резания, токарная обработка
| Черновое обтачивание стали | Чистовое обтачивание | ||||||||
| Диаметр детали, мм | Подача мм/обпри глубине резания, мм | Подача мм/об | |||||||
| 0,4 — 0,5 0,5 — 0,7 0,6 — 0,9 0,8 -1,2 | 0,3 — 0,4 0,4 — 0,6 0,5 — 0,7 0,7 — 1,0 | — 0,3 — 0,5 0,5 — 0,6 0,6 — 0,8 | 0,25 — 0,3 0,25 — 0,3 0,4 — 0,45 0,45 — 0,5 | ||||||
| скорость резания (черновое) | Скорость резания (чистовое) | ||||||||
| Глубина резания (мм) | М/мм при подаче мм/об | Глубина резания (мм) | М/мм при подаче мм/об | ||||||
| 0,3 | 0,5 | 0,6 | 0,8 | 1,0 | 0,15 | 0,2 | 0,3 | 0,4 | 0,5 |
| — — | — | 1,5 | — | — — | |||||
| Вытачивание канала, отрезание | |||||||||
| Диаметр заготовки, мм | Ширина резца, мм | Подача мм/об | |||||||
| Для стали | Для чугуна, меди | ||||||||
| 8 — 10 | 0,06 — 0,08 0,08 — 0,1 0,1 — 0,12 0,13 — 0,16 0,16 — 0,18 0,18 — 0,2 0,2 — 0,25 | 0,11 — 0,14 0,13 — 0,16 0,16 — 0,19 0,2 — 0,22 0,22 — 0,25 0,25 — 0,3 0,3 — 0,4 |
Выглаживание цилиндрических поверхностей
Глубину внедрения выглаживателя определяют по формуле:
где Rz — высота неровностей (шероховатость = 0.01-0.2)
Натяг — 0.2- 0.3 мм;
Подача выглаживания S = 0.02 — 0.08 мм/об
Скорость V = 40 – 120 м/мин.; Увеличение твёрдости на 20 — 30%
Тв = 2,5 мин.;Тдоп. = 7% от То;Тпз = 15 мин.
Глубина резания при сверлении в сплошном металле равна половине диаметра сверла. При сверлении сквозных отверстий подача при выходе сверла уменьшается на 25%.
Таблица 4.3 Подачи и скорости при сверлении
| Диаметр сверла, мм | для стали | для чугуна | ||||
| подачи мм/об | скорость м/мин | подачи мм/об | скорость м/мин | |||
| 5-10 10-15 15-20 20-25 25-30 | 0,05-0,15 0,1-0,2 0,15-0,3 0,2-0,35 0,25-0,5 | 50-30 40-25 35-23 30-20 25-18 | 0,1-0,2 0,15-0,35 0,3-0,6 0,4-0,8 0,5-1,0 | 45-30 35-20 27-21 24-20 23-18 | ||
| Подачи и скорости при зенковании | ||||||
| Подачи мм/об | для стали | для чугуна | ||||
| Скорость (м/мин) при диаметре зенкера (мм) и припуске на сторону (мм) | Скорость (м/мин) при диаметре зенкера (мм) и припуске на сторону (мм) | |||||
| d | ||||||
| z | 0,5 | 0,5 | 0,75 | 0,5 | 0,5 | 0,75 |
| 0,2 0,4 0,6 0,7 0,8 1,0 | 25,5 23,5 21,8 19,4 | — 30,1 24,5 22,7 21,2 17,3 | — — 23,4 21,7 20,3 18,0 | 32,4 27,4 25,8 24,5 22,4 | — — 28,5 26,8 25,0 23,2 | — — 28,3 28,7 25,0 23,7 |
где В – ширина строгаемой поверхности;
n – число двойных ходов;
s – подача на двойной ход (0,15 – 0,3)
где V – скорость резания (18 – 10 м/мин.);
L – длина хода резца (360 мм)
Тв = 4 мин.; Тдоп. = 8% от То; Тпз = 16 мин.
Тв = 3,8 мин.; Тдоп. = 9% от То; Тпз = 24 мин
При черновом фрезеровании весь припуск снимать за один проход, а при высокой точности – в два прохода. Подача на зуб фрезы определяется по формуле:
где So — табличное значение подачи
Z — число зубьев фрезы
где L — путь перемещения фрезы с перебегом = 25 мм
Z — число зубьев фрезы = 8 — 18
S z — подача на зуб = 0.2 — 1.2 мм
nф — обороты фрезы 300 – 400
i – число проходов фрезы
Тв = 3,7 мин.; Тдоп = 9% от То; Тпз = 14 мин.
Наружное круглое шлифование
Поперечная подача на каждый ход стола:
при черновом t = 0.01 — 0.25 мм; при чистовом – t = 0.005 — 0.015 мм
Продольная подача Sд = 0.3 — 0.5 ширины круга.
Поперечная подача 0,04 мм
То = L i K / (nз Sд t)
где L — длина шлифуемой поверхности
В — ширина шлифовального круга = 40 — 50 мм
К – коэффициент, учитывающий твердость круга (черновое — 1.1 чистовое — 1.4)
nз — частота вращения заготовки 33; 64; 115; 300 об/ мин
i – число проходов,
Z – припуск на шлифование; t = глубине = 0,01
Тв = 5,4 мин.; Тдоп. = 9% от То; Тпз = 25 мин.
Операционное время: То =LдBд h / (VдSoSt q Вк)
где L — длина шлифованной детали
В — ширина шлифованной детали
h — припуск на обработку
q — число одновременно обрабатываемых деталей
Vд — скорость перемещения стола 18 – 20 м/ мин.
St — вертикальная подача мм/ход.= 0.15 — 0.02 мм
So — поперечная подача круга = (0.5-0.8)Вк
Вк — ширина шлифовального круга
Тв = 4 мин.; Тдоп. = 8% от То; Тпз = 18 мин
Операционное время: То =Lp h / (500 ВVвп)
где Lp — длина рабочего хода хонинговальной головки
h — припуск 0.05 — 0.07 мм
В — снятие металла за двойной ход (0.002 — 0.0004 мм)
Vвп- скорость возвратно-поступательного движения хон.головки (0,5 – 1 м/мин)
Тв = 10 мин.; Тдоп. = 9% от То; Тпз = 20 мин.
Операционное время: То= Lp K / 1000 V q
где Lp — длина рабочего хода протяжки
l — длина детали
l п — длина протяжки (800 мм)
V — линейная скорость протяжки (м/мин) шлицевой 5 – 8, шпоночной 6 — 8
q — подъём на зуб (шлицевые 0.025-0.08; шпоночные 0.05-0.2)
К – коэффициент соотношения скорости резания и хода (К = 1,4 – 1,5)
Наплавочные механизированные работы
Тв = 6 — 10 мин.; Тдоп. = 15% от То; Тпз = 16 мин
Операционное время: То =L i / (S n)
где L — длина наплавочной поверхности
i — число слоёв наплавки
S — подача на оборот (шаг наплавки) 1,5 диаметра проволоки
n — частота вращения детали 60 – 80 об/ мин
Электродуговая ручная сварка
Тв = 15мин.; Тдоп. = 5% от То; Тпз = 18 мин
Операционное время: То = 60 G / dн I
где G — масса наплавленного металла
dн – коэффициент наплавки (г/Ач) под флюсом 14 – 18, электрод 8 – 12
g — плотность металла (сталь-7.9г/см3)
F — площадь поперечного сечения шва — мм2
Тв = 16 мин.; Тдоп. = 15 % от То; Тпз: осталивание – 15 мин; хромирование – 17 мин; никелирование – 13 мин.
Операционное время: То = 600 h g / (Дк С η)
где h — толщина слоя покрытия
Дк — плотность тока: осталивание (30 – 50 А/дм2), хромирование (50- 100 А/дм2)
C – электролитический эквивалент: осталивание = 1.04 г/Ач; = 0.32 г/Ач; никелирование = 1,09 г/ Ач
g — плотность осаждённого металла: сталь -7,9 г/см3 ; хром 6,9 г/см3; никель 8,9 г/см3
Источник