Відновлення маточини переднього колеса автомобіля ГАЗ-53

Відновлення маточини переднього колеса автомобіля ГАЗ-53

ЗМІСТ

Вступ

. Технологічний розділ

.1 Характеристика деталі

.2 Вибір способу відновлення деталей

.3 Розробка технологічного процесу ремонту деталі

. Конструкторський розділ

.1 Вибір верстата

.2 Принцип роботи верстата

.3 Техніка безпеки при роботі з верстатом

Список використаної літератури

ВСТУП

З часом з деталями автомобіля стається ряд неповоротних змін, які призводять до їх старіння і утворення дефектів.

До основних причин старіння відносять:

вплив на деталі напруг, виникаючих в наслідок передавання ними зусиль, а також динамічних навантажень від взаємодії при русі по дорожньому покриттю;

взаємодія напруг, які виникають при деяких технічних процесах виготовлення деталей (литті, куванні, термічній обробці та інших);

вплив навколишнього середовища - температури і її змінах, вологості, хімічних, механічних і біологічних активних речовин. Дія вказаних фактів зв’язана з складними фізико-хімічними процесами і грають велику роль у формуванні дефектів деталей автомобіля і їх старінні.

Ремонт автомобілів являється об’єктивною необхідністю, яка обумовлена технічними і економічними причинами. Ремонт сприяє економії матеріалів, які йдуть на виготовлення нових автомобілів. При відновленні деталей розхід матеріалу менший в 20-30 разів ніж при її виготовлені.

Ремонт деталей являє собою відновлення всіх геометричних розмірів деталі, її форми і розташування поверхонь, а також забезпечення фізико-механічних властивостей у порівнянні з новою деталлю. Крім цього при ремонті вирішується завдання підвищення довговічності і працездатності деталі. При ремонті автомобілів знайшли широке застосування наступні способи відновлення деталей: механічна обробка, зварювання, наплавлення, напилення металів, хімічна та гальванічна обробка.

Мета курсового проекту є - розробити технологію процесу відновлення маточини переднього колеса автомобіля ГАЗ-53. Вибрати найбільш економічний і довговічний спосіб відновлення. Так само метою курсового проекту є розробити пристосування для ремонту і відновлення деталі, а так само зробити розрахунки режимів обробки і припусків на обробку.

.ТЕХНОЛОГІЧНИЙ РОЗДІЛ

.1 Характеристика деталі

Клас деталей: «порожнисті циліндри». Деталі цього класу піддається механічним навантаженням і для них основним видами зносу є корозійно-механічний і молекулярно-механічний, які характеризуються такими явищами - молекулярним схоплюванням, перенесенням матеріалу, руйнуванням зв'язків, вириванням частинок і утворенням продуктів хімічної взаємодії металу з агресивними елементами середовища. Порожнисті циліндри працюють в умовах тертя, яке супроводжується циклічною зміною температури і наявністю агресивного середовища. Основні дефекти, характерні для деталей цього класу - зношення внутрішніх і зовнішніх посадочних місць під підшипники, знос шийок під сальники, знос, задири, кільцеві риски на тертьових поверхнях. Внутрішні і зовнішні поверхні цих деталей, а також їх торці є базовими при механічній обробці.

Характеристики деталі «маточина заднього колеса» автомобіля ГАЗ-53 наведено у таблиці 1.

Таблиця 1.1 Технологічна карта деталі

1.2 Вибір способу відновлення деталей

Знос отворів під підшипники і шийку шестерні, сальники усувають постановкою додаткових ремонтних деталей (ДРД) - втулок. Якщо ж при відновленні отворів під підшипники і сальники використовується вібродуговим наплавлення, то вони спочатку розточуються, наплавляються в 2 шари, а потім розточуються відповідно до заданого розміру.

При відновленні порожнистих циліндрів необхідно забезпечувати розміри і шорсткість відновлених поверхонь, твердість і міцність зчеплення нанесеного матеріалу з основним металом, а також співвісність і симетричність щодо загальної осі, допустиму циліндричності і круглості.

Вибір раціонального способу відновлення деталі ведеться за трьома критеріями:

Застосованості;

Довговічності;

Економічності.

Критерій застосованості визначає принципову можливість застосування різних способів відновлення по відношенню до конкретної деталі. Критерій довговічності визначає працездатність відновлюваної деталі. Критерій економічності визначає собівартість відновлюваної деталі. Критерії довговічності і економічності визначається за таблицею. Вибір раціонального способу відновлення представляються у вигляді таблиці. Вибір раціонального способу відновлення деталі.

Вибір способу відновлення деталі і відновлювані дефекти наведено у таблиці 1.2.

Таблиця 1.2. Вибір способу відновлення деталі

Обраний мною спосіб відновлення постановка втулки (додаткових ремонтних деталей - ДРД). Зношені місця посадки підшипників можна відновити за допомогою додаткової втулки. Втулка запресовується в зношене місце посадки підшипника, потім втулка розточується під робочий розмір підшипника, тому що цей спосіб має великі критерії зносостійкості, витривалості, довговічності, ніж при вібродуговому наплавленні. Ремонтна деталь є відповідальною, то їй потрібні ці критерії у великих значеннях.

Схема технологічного процесу - послідовність операцій необхідних для усунення дефекту деталі. За наявності на деталі декількох дефектів, схеми складаються на кожний дефект окремо.

Схема послідовності виготовлення втулки представлена у таблиці 1.3.

Таблиця 1.3. Послідовність виготовлення втулки

1.3 Розробка технологічного процесу ремонту деталі

Розробка технологічного процесу ремонту деталі полягає у встановленні послідовності операцій, виборі устаткування, ріжучого і вимірювального інструменту, пристосувань, розрахунку режимів робіт і норм часу, виборі розряду робітників.

Припуском називається шар металу, що підлягає видаленню з поверхні заготовки в процесі обробки для отримання готової деталі.

Припуски поділяються на: загальні та міжопераційні (проміжні).

Загальний - припуск знімається на протязі всього процесу обробки даної поверхні.

Міжопераційний - припуск, який видаляють при виконанні окремої операції.

Вихідні дані:

Дефект - знос отвору під зовнішнє кільце зовнішнього підшипника:

діаметр номінальний - dн = 110,949 мм;

діаметр зношений - dі = 110,99 мм.

Операції з відновлення:

) розточування (надання отвору правильної форми);

) напресування втулки товщиною 5 мм;

) розточування втулки під необхідний ремонтний розмір її товщини 0,023 мм;

) розкочування втулки товщиною 0,014 мм під номінальний розмір ремонтного отвору.

Розрахункова товщина втулки:

δ =  мм, де: (1.1)

= 0,0453 кгс/мм2,- межа текучості втулки.

Питомий тиск;= 110,949 мм;

де σ = 60 кгс/мм2.

Допустимі напруження:

σт= 33 кгс/мм2.

Межа текучості матеріалу втулки:

=  =  = 0,55;

δ = = = 0,023 мм.

Матеріал втулки: сталь 40Г.

Переходи технологічного процесу наведені в таблиці 1.4.

Таблиця 1.4. Переходи

Розрахунок режимів обробки:

) Розрахунок режимів при розточуванні (надання отвору правильної форми)

=  , де: (1.2);

- діаметр до обробки, мм;- діаметр після обробки, мм.

=  = -2,5 мм.

Подачу вибираємо за довідником S = 2,5 мм / об.

Теоретична швидкість різання з урахуванням глибини різання і подачі: т = 30 м / хв (для різців з швидкорізальних сталей Р18);

= Vmax ∙ K1 ∙ K2 ∙ K3 ∙ K4 де: (1.3);

К1 = 0,7 для КЧ 35-10;

К2 = 1,15, що залежить від стійкості інструменту;

К3 = 1,0 для поздовжнього точіння;

К4 = Для стійкості Т = 50 хв, К4 = 1.= 30∙0,7∙1,15∙1,0=24,15(м/хв.)

Теоретичне число обертів шпинделя верстата:

= , де: (1.4);

T - Швидкість різання, м / хв;- діаметр оброблюваної заготовки, мм;

π - 3,14.

Теоретичне число обертів шпинделя слід порівняти з паспортом верстата і прийняти найближчим до розрахункового:

=  = 70 (об/хв).

Коригуючи за паспортом верстата фактичне число оборотів ф = 100 (об/хв).

Фактична швидкість різання:

ф =  , (1.5);ф =  = 34,8 м/хв, де:

ф - фактичне число оборотів, прийняте за паспортом верстата.

Зусилля різання:

= Cp ∙ t ∙ S0,75 ∙ K, де: (1.6);

Ср - коефіцієнт, що характеризує оброблюваний матеріал;

Ср = 103;- глибина різання, мм;- подача, мм / об; - коефіцієнт, що залежить від межі міцності оброблюваного матеріалу

σ q, Н / мм2 до = 8,9:= 103 ∙ 0,5 ∙ 0,20,75 ∙ 8,9 = 91,67 (Н).

Потужність, що витрачається на гостріння з урахуванням ККД верстата

(η ст 0,7):

= , (1.7);= = 0,05.

Потужність електродвигуна верстата при даному режимі різання:

ст = = , (1.8);

,31ст =  = 0,09 кВт.

Потужність електродвигуна верстата дорівнює 14 кВт.

Визначимо штучний час:

Тшт = Т0 + ТВ + Тпр, де: (1.9);

Т0 - основне (машинне) час, хв;

Тв - допоміжний час, хв;

Тпр - додатковий час, хв;

Розрахунок основного час:

Т0 =  хв, (1.10);

Т0 =  = 2,9 хв.

Допоміжний час 15% від Те:

Т у = 0,15 ∙ 2,9 = 0,43 хв.

Додатковий час:

Тпр = 5 - 3% від (Т0 + ТВ) (1.11);

,05 ∙ (2,79 + 0,43) = 0,16 хв.

Штучний час при розточування отвору:

Тшт = 2,79 + 0,41 + 0,16 = 3,36 хв.

) Розрахунок режимів при запресовуванні втулки:

Подачу вибираємо за довідником S = 0,8 мм / об.

Розрахункова довжина обробки:

.x = Lрез + yy = 2 ... 6 (1.12);.x = 52,8 + 3 = 55,8 мм.

Визначення зусилля запресовування:

= f ∙ π ∙ d ∙ L ∙ p (кгс), де: (1.13);

= 0,10 - Коефіцієнт тертя;

π = 3,14;= 110,949 мм - Номінальний діаметр отвору; = 58 мм - Довжина різання;

р = 0,0453 кгс/мм2 - Питомий тиск стиснення;

F = 0,10 ∙ 3,14 ∙ 110,949 ∙ 58 ∙ 0,0453 = 91,53 кгс.

Розрахунок основного час:

Т0 =  хв. (1.14);

Т0 = = 1,87 хв.

Допоміжний час 15% від Те:

Ту = 0,15 ∙ 1,87 = 0,28 хв.

Додатковий час:

Тпр = 0,05 ∙ (1,87 + 0,28) = 0,107 хв.

Штучний час при запресовуванні:

Тшт = 1,87 + 0,28 + 0,107 = 2,25 хв.

) Розрахунок режимів при розточуванні втулки під необхідний розрахунковий розмір:

= = 0,9 мм.

Подачу вибираємо за довідником S = 0,1 мм / об.

Теоретична швидкість різання з урахуванням глибини різання і подачі т = 49 м/хв (для різців з швидкорізальних сталей Р18);

К1 = 1,25

К2 = 1,15, що залежить від стійкості інструменту;

К3 = 1,0 для поздовжнього точіння;

К4 = Для стійкості Т = 50 хв, К4 = 1;= 49 ∙ 1,25 ∙ 1,15 ∙ 1 = 70,4 (м/хв).

Теоретичне число оборотів шпинделя верстата:

=  = 202 об/хв.

Теоретичне число оборотів шпинделя слід порівняти з паспортом верстата і прийняти найближчим до розрахункового.

Корегуючи за паспортом верстата фактичне число оборотів ф = 315(об/хв).

Фактична швидкість різання:

ф =  = 108,8 м/хв.

Зусилля різання:

= 225 ∙ 0,9 ∙ 0,10,75 ∙ 8,9 = 180,2 (Н).

Ср = 225

Потужність, що витрачається на гостріння з урахуванням ККД верстата

(η ст 0,7)

=  = 0,3

Потужність електродвигуна верстата при даному режимі різання:

=  = 0,47 кВт.

Потужність електродвигуна верстата дорівнює 14 кВт.

Розрахунок основного час:

Т0 =  = 1,79 хв.

Допоміжний час 15% від Те:

Ту = 0,15 ∙ 1,79 = 0,26 хв.

Додатковий час:

,05 ∙ (1,79 + 0,26) = 0,10 хв.

Штучний час при розточування отвору:

Тшт = 1,79 + 0,26 + 0,10 = 2,15 хв.

) Після проведених операцій проводиться розкочування втулки товщиною 0,014 мм під номінальний розмір ремонтого отвору з d = 110,915 до d = 110,949

Вихідні дані:

Дефект № 2 Знос отвору під зовнішнє кільце внутрішнього підшипник діаметр номінальний - d н = 130,961 (мм)

діаметр зношений - d і =130,99 (мм)

Операції з відновлення:

) розточування (надання отвору правильної форми);

) напресування втулки довільній товщиною 4 мм, для її входу в ремонтується отвір;

) розкочування втулки товщиною 0,207 мм під номінальний розмір ремонтується отвори.

Розрахункова товщина втулки:

δ =  мм, де:= 0,0453 кгс/мм2, = 130,961 мм;

Питомий тиск;

=  , де:

σ = 60 кгс/мм2,

Допустимі напруження:

σТ = 33 кгс/мм2,

Межа текучості матеріалу втулки:

=  =  = 0,55;

δ =  =  = 0,027 мм.

Матеріал втулки: сталь 40Г.

Переходи технологічного процесу наведені в таблиці 1.5.

Таблиця 1.5. Переходи

Розрахунок режимів при розточуванні (надання отвору правильної форми):

Глибина різання :

t =  = -2 мм.

Подачу вибираємо за довідником S = 0,5 мм / об.

Теоретична швидкість різання з урахуванням глибини різання і подачі Vt = 26 м / хв (для різців з швидкорізальних сталей Р18);

= 26 ∙ 0,7 ∙ 1,15 ∙ 1 = 20,93 м/хв.

К1 = 0,7, для КЧ 35-10;

К2 = 1,15, що залежить від стійкості інструменту;

К3 = 1,0 для поздовжнього точіння;

К4 = Для стійкості Т = 50 хв, К4 = 1

Фактичне число оборотів:

ф =  = 50,8 об/хв.

Коригуючи за паспортом верстата фактичне число оборотів nф = 60 (об/хв).

Фактична швидкість різання:

Vф =  = 24,6 м/хв.

ф - фактичне число оборотів, прийняте за паспортом верстата.

Зусилля різання:

= 103 ∙ 1 ∙ 0,50,75 ∙ 8,9 = 458,35 (Н)

Ср = 103;

K-σ q, Н / мм 2. До = 8,9

Потужність, що витрачається на гостріння з урахуванням ККД верстата

(η ст 0,7)

=  = 0,14.

Потужність електродвигуна верстата при даному режимі різання:

Ncm =  = 0,2 кВт.

Потужність електродвигуна верстата дорівнює 14 кВт.

Розрахунок основного часу:

Т0 =  = 2,2 хв.

Допоміжний час 15% від Те:

Ту = 0,15 ∙ 2,2 = 0,33 хв.

Додатковий час:

Штучний час при розточування отвору:

Тшт = 2,2 + 0,33 + 0,12 = 2,65 хв.

) Розрахунок режимів при запресовуванні втулки:

Подачу вибираємо за довідником S = 0,6 мм / об

Розрахункова довжина обробки:

.x = 67 + 3 = 70 мм.

Визначення зусилля запресовування:= 0,1 - Коефіцієнт тертя

π = 3,14= 130,961 мм - Номінальний діаметр отвору; = 45 мм - Довжина різання;

р = 0,0453 кгс/мм2 - Питомий тиск стиснення;

= 0,1 ∙ 3,14 ∙ 130,961 ∙ 45 ∙ 0,0453 = 83,8 кгс.

Розрахунок основного часу:

Т0 =  = 1,22 хв.

Допоміжний час 15% від Те:

Ту = 0,15 ∙ 1,22 = 0,18 хв.

Додатковий час:

Тпр = 0,05  (1,22 + 0,18) = 0,07 хв.

Штучний час при запресовуванні:

Тшт = 1,22 + 0,18 + 0,07 = 1,36 хв.

) Розрахунок режимів при розточуванні (надання отвору правильної форми):

=  = 0,11 мм.

Подачу вибираємо за довідником S = 0,11 мм / об.

Теоретична швидкість різання з урахуванням глибини різання і подачі Vт = 35 м / хв (для різців з швидкорізальних сталей Р18);

= 35 ∙ 1,25 ∙ 1,15 ∙ 1 = 50,3 м/хв.

К1 = 1,25;

К2 = 1,15, що залежить від стійкості інструменту;

К3 = 1,0 для поздовжнього точіння;

К4 = Для стійкості Т = 50 хв, К4 = 1.

Теоретичне число оборотів шпинделя верстата:

nm =  = 122,2 об/хв.

- Швидкість різання, м / хв; - діаметр оброблюваної заготовки, мм;

π - 3,14.

Теоретичне число оборотів шпінделя слід порівняти з паспортом верстата і прийняти найближчим до розрахункового.

Коригуючи за паспортом верстата фактичне число оборотів nф = 160 об/хв.

Фактична швидкість різання:

Vф =  = 65,8 м/хв.

ф - фактичне число оборотів, прийняте за паспортом верстата.

Зусилля різання:

= 225 ∙ 0,3 ∙ 0,30,75 ∙ 8,9 = 204,2 Н.

Ср = 255;

Потужність, що витрачається на гостріння з урахуванням ККД верстата (η ст 0,7).

=  = 0,22.

Потужність електродвигуна верстата при даному режимі різання:

Nст =  = 0,31 кВт.

Потужність електродвигуна верстата дорівнює 14 кВт.

Розрахунок основного час:

=  = 1,3 хв.

Допоміжний час 15% від Те.

Т у = 0,15 ∙ 1,3 = 0,19 хв.

Додатковий час:

,05 ∙ (1,3 +0,19) = 0,07 хв.

Штучний час при розточування отвору:

Тшт = 1,3 + 0,19 + 0,07 = 1,56 хв.

) Після проведених операцій проводиться Розкочування втулки товщиною 0,207 мм під номінальний розмір ремонтується отвори з d = 130,715 до d = 130,961.

2. КОНСТРУКТОРСЬКИЙ РОЗДІЛ

.1 Вибір верстата

Виходячи з розрахунків даного курсового проекту, для розточування і обробки посадочних місць під підшипники в маточині переднього колеса було взято верстат «1К-62» оскільки його характеристики оптимально підходять під даний режим обробки.

Рисунок 2.1 - Зовнішній вигляд верстата 1К-62

Основні вузли верстата 1К62: 1 - Передня бабка; 2 - Супорт; 3 - Задня бабка; 4 - Станина; 5 і 9 - тумби; 6 - Фартух; 7 - Ходовий гвинт; 8 - Ходовий вал; 10 - Коробка швидкостей; 11 - Гітара змінних зубчастих коліс; 12 - Електрощит;

Таблиця 2.1. Технічні характеристики токарно - гвинторізального верстата 1К-62

деталь ремонт верстат токарний

2.2 Принцип роботи верстата

Станина представляє собою масивну чавунну основу, на якій змонтовані основні вузли верстата. Верхня частина станини має дві плоскі і дві призматичні напрямляючі, по яких переміщаються супорт і задня бабка, станина встановлена на двох тумбах.

Передня бабка в середині якої розташовані головний робочий орган верстата шпиндель і коробка швидкостей. Шпиндель являє собою порожнистий вал, на правому кінці якого кріпиться пристосування на якому затискають заготовку (патрон, планшайба). Шпиндель отримує обертання від електродвигуна, розташованого в лівій тумбі, через клинопасову передачу і механізм, що складається з зубчастих коліс, розміщених в середині передньої бабки. Цей механізм називається коробкою швидкостей і служить для зміни частоти обертання шпинделя.

Супорт - пристрій для закріплення різця та забезпечення руху подачі, тобто переміщення різця в поздовжньому і поперечному напрямках. Рух подачі здійснюється вручну або механічно. Механічне рух подачі супорт отримує від ходового валу або від ходового гвинта. Супорт складається з каретки, що переміщається по напрямних станини, фартуха, в якому розташований механізм перетворення обертального руху ходового валу і ходового гвинта в прямолінійний рух супорта, і різцетримача.

Коробка подач являє собою механізм, що передає обертання від шпинделя до ходовому валу або ходовому гвинта. Коробка подач служить для зміни швидкості руху подачі супорта.

Гітара призначена для налаштування верстата на різні кроки нарізання різьб.

Задня бабка служить для підтримки кінця довгих заготовок і для закріплення в ній різних інструментів - свердел, зенкерів, розгорток.

Електроустаткування верстата розміщено в електрощиті.

.3 Техніка безпеки при роботі з верстатом

Щоб уникнути отримання травм і для створення безпечних умов праці токар, крім загальних правил, повинен дотримуватися і специфічних правила, які обумовлені особливостями верстатів токарної групи.

Вони полягають в наступному:

Встановлювати і знімати патрони, планшайби і інші пристосування слід за допомогою вантажопідіймального пристрою, оснащеного спеціальним захопленням.

Перед установкою пристосування шпиндель передньої бабки очистити від забруднень і ретельно протерти.

При використанні пристосувань, оснащених пневматичними, гідравлічними або електромагнітними приводами, ретельно перевіряти стан комунікацій подачі повітря і рідини, а також електропроводку. Не допускати впливу на них рухомих частин верстата.

Не застосовувати значно зношену технологічну оснастку (патрони, центри, перехідні втулки).

не залишати в задній бабці або револьверної головки інструменти, які не використовуються при обробці даної заготовки.

При обробці заготовок, закріплених в центрах, застосовувати безпечні повідкові патрони.

Видаляти стружку з верстата тільки спеціальним гачком або щіткою.

Застосовувати правильні прийоми роботи.

Перевіряти рівень масла по контрольних очках в коробках швидкостей, подач і в фартусі.

. Не брати і не подавати через працюючий верстат будь які предмети, не підтягати на ходу болти, гайки і інші сполучні вузли верстата.

. Не спиратися ліктем на верстат і не розміщувати заготівлі інструменти та інші предмети на напрямних верстата.

Перелік посилань

1. Ремонт автомобілів. Під ред. С.І. Румянцева. - М.: Транспорт, 1988.

. Дюмін І.Є., Трегуб Г.П. Ремонт автомобілів. М., Транспорт, 1995.

. Матвєєв В.А., Пустувала І.І. Технічне нормування ремонтних робіт у сільському господарстві. - М.: Колос, 1979.

. Бодня А.Г., Шаберін М.М. Лабораторний практикум з ремонту томобілів. М.: Транспорт, 1984.

. Дехтерінскій Л.В. та ін Технологія ремонту автомобілів. М., Транспорт, 1979.

. Обладнання для ремонту автомобілів. Під ред. Шахнеса м.н. - м.: Транспорт, 1979.

. Довідник технолога авторемонтного виробництва. Під ред. Малишева. - А.Г.: Транспорт, 1977.

. РК-200-РСФСР-2/1-2036-80. Автомобіль ГАЗ-53А (без двигуна). Керівництво по капітальному ремонту. - М.: Минавтотранс РРФСР, технічне управління, 1981.

. РД-200-РСФСР-2/1-0007-76. Керівництво по нормуванню технологічних процесів капітального ремонту автомобілів. - М.: Минавтотранс РРФСР, технічне управління, 1978.