Дефектовка и восстановление детали

Дефектовка и восстановление детали

ВВЕДЕНИЕ

Автомобильный транспорт занимает ведущее положение в удовлетворении постоянно растущих потребностей народного хозяйства нашей страны в перевозках пассажиров и грузов.

В процессе эксплуатации автомобиля его надежность и другие свойства постепенно снижаются в следствие изнашивания деталей, а также коррозии и усталости материала, из которого они изготовлены. В автомобиле появляются различные неисправности которые устраняют при техническом осмотре и ремонте. Ремонт представляет собой комплекс операций по восстановлению исправности или работоспособности изделий и восстановлению ресурсов изделий и их частей. Основным источником экономической эффективности ремонта автомобилей является использование остаточного ресурса их деталей. Около 70- 75% деталей автомобиля, поступивших в ремонт могут быть использованы повторно без ремонта, либо после небольшого ремонтного воздействия. К ним относятся большинство наиболее сложных, металлоемких и дорогостоящих деталей автомобиля. Стоимость восстановления этих деталей не превышает 10- 15% стоимости их изготовления. При этом чем сложнее и дороже деталь, тем ниже затраты на ее восстановление. Себестоимость ремонта автомобилей и их составных частей обычно не превышает 60-70% стоимости новых аналогичных изделий. При этом достигается большая экономия металла и энергетических ресурсов, исключается затраты, связанные с получение заготовок поискам и новых месторождений металлов, а также их доставкой на сталелитейные и машиностроительные заводы. При восстановлении деталей сокращаются расходы, связанные с обработкой детали, так как при том обрабатываются не все поверхности детали, а только те, которые необходимо ремонтировать.

Восстановление деталей является одним из основных источником повышения экономической эффективности авторемонтного производства.

1. Исходные данные для разработки технологического процесса

.1     Характеристика детали

Восстанавливаемая деталь представляет собой Вал и червяк рулевого управления в сборе № 40-3401035.

Червяк установлен на двух шариковых радиально-упорных подшипниках. Червяк изготовлен из конструкционной легированной стали 35Х ГОСТ 4543-48.

Химический состав, механические, технологические и эксплуатационные свойства стали приведены в таблицах 1-3.

Таблица 1 - Химический состав стали 35Х ГОСТ 4543-48

Таблица 2

Механические свойства при Т=20°С стали 35Х ГОСТ 4543-48

Таблица 3 - Технологические и эксплуатационные свойства стали 35Х ГОСТ 4543-48

1.2 Технические требования на дефектацию детали

Исходным документом для разработки технологического процесса восстановления детали является «Карта технических требований на дефектацию детали».

Таблица 4 - Карта технологических требований на дефектацию детали

1.3 Технические требования к отремонтированной детали

Основными поверхностями вала и червяка рулевого управления, подвергшимися износу, являются шейка под роликовый подшипник и резьба. После ремонта размер шейки и резьбы должны отвечать требованиям рабочего чертежа:

- диаметр шейки под роликовый подшипник должен быть равен 20+0,05 размер соответствует 6-му квалитету точности с отклонением s, то есть диаметр 20 s6. Шероховатость поверхности шейки Ra 0,02.

- восстановленная резьба не должна иметь сколов, срывов и прочих дефектов. Наружный диаметр резьбы 16 мм, шаг резьбы 1,5.

2. Технологическая часть

.1 Выбор рационального способа восстановления детали

Выбор рационального способы восстановления шейки вала под роликовый подшипник, изготовленного из стали 35Х , диаметром 20 мм, имеющего износ 0,05 мм. Потенциально возможными способами восстановления шейки под роликовый подшипник являются: хромирование, осталивание, вибродуговая наплавка. Наиболее эффективным способом восстановления шейки под роликовый подшипник мы выбираем вибродуговую наплавку, так как она больше соответствует необходимым требованиям. Выбор рационального способы восстановления наружной резьбы вала и червяка рулевого управления, диаметром 16 и шагом резьбы 1,5.

Потенциально возможными способами восстановления наружной резьбы являются: нарезание новой резьбы, вибродуговая наплавка, восстановление старой резьбы. Так как восстановление старой резьбы мы не можем произвести из-за того что сорвано более 2-ух витков резьбы, то из оставшихся способов мы выбираем наиболее нам подходящий, то есть вибродуговая наплавка

.2 Выбор технологических баз

Технологическая база - это те поверхности детали, которые определяют ее положение в приспособлении по отношению к режущему инструменту.

При всех операциях по восстановлению резьбы деталь будем закреплять за корпус, за боковые стороны горизонтально, в центрах. Принимаем этот способ потому что он самый удобный, деталь при этом способе не деформируется и сохраняет свои свойства и размеры.

В качестве технологических баз при способе восстановления шейки вала под роликовый подшипник принимаем центровочные отверстия.

2.3 Технологические схемы устранения дефектов

Таблица 5 Выбор способа устранения детали

2.4 Технологический маршрут восстановления детали

Таблица 6 Технологический маршрут ремонта, оборудование и оснастка

2.5 Выбор оборудования и технологической оснастки

Станки модели 1к62 предназначены для выполнения разнообразных токарных работ: для нарезания метрической, дюймовой, модульной, питчевой, правой и левой, с нормальным и увеличенным шагом, одно и многозаходной

резьбы, для нарезания торцовой резьбы и для копировальных работ (с помощью прилагаемого к станку гидрокопировального устройства). Станок применяется в условиях индивидуального и мелкосерийного производства.

Класс точности по ГОСТ 8-82 H

Наибольший диаметр обрабатываемого изделия, мм:

- над станиной 400

над суппортом 220

Наибольшая длина обрабатываемого изделия, мм 710, 1000, 1400

Наибольшая длина хода каретки, мм 640, 930, 1330

Центр в шпинделе передней бабки по ГОСТ 13214-67 конус Морзе 6

Конец шпинделя по ГОСТ 12593-72 6К

Диаметр прутка, проходящего через отверстие в шпинделе, мм 45

Высота резца, установленного в резцедержателе, мм 25

Наибольшая масса устанавливаемого изделия в Т:

закрепленного в патроне 0,5

закрепленного в центрах 1,5

Количество скоростей шпинделя:

прямого вращения 23

обратного вращения 12

Пределы частоты вращения шпинделя, об/мин

прямого вращения 12,5-2000

обратного вращения 19-2420

Количество подач:

- продольных 42

поперечных 42

Пределы подач, мм/об

продольных 0.07-4.16

поперечных 0.035-2.08

Количество нарезаемых резьб, единиц:

метрических 44

дюймовых 20

модульных 38

питчевых 37

Наибольший крутящий момент, кНм 2

Наибольшее перемещение пиноли, мм 200

Поперечное смещение корпуса, мм ±15

Габаритные размеры станка, мм

ширина 1166

высота 1324

масса станка, кг 2080 ; 2200 ; 2300

Станки модели 3м151 предназначены для наружного шлифования гладких и прерывистых цилиндрических и пологих конических поверхностей методами продольного и врезного шлифования.

Наибольшие размеры устанавливаемой заготовки:

диаметр: 200 мм

длина: 700 мм

высота центров: 125 мм

Диаметр шлифовального круга:

наименьший: 450 мм

наибольший: 600 мм

Частота вращения шлифовального круга: 1590 мин-1

Частота вращения заготовки: 50-500 мин-1

Мощность электродвигателя привода шлифовального круга: 10 кВт

Скорость перемещения стола от гидропривода: 0,05-5 м/мин

Врезная подача: 0,01-3 мм/мин

Габаритные размеры станка:

- длина: 4635 мм

высота: 2450 мм

ширина: 2170 мм

масса: 6032 кг

2.6    Выбор режимов обработки

Сталь из которой изготавливается деталь 35Х имеет удовлетворительную проваренность температура предварительного подогрева 100С. При подогреве детали к наплавке необходимо тщательно очистить поверхность от смазки и других загрязнений.

Деталь очищается от масленой пленки и механических загрязнений . Поэтому возможна очистка методом погружения . Для этого применяется синтетически моющее средство МС-11 . Для достижения требуемой частоты поверхности концентрация раствора должна быть 20-30 г/л , температура раствора 80-100 С , а время очистки 2 минуты .

Расход охлаждающей жидкости влияет на величину деформации детали, на скорость охлаждения металла, на степень защиты металла от окисления и азотирования и на устойчивость процесса наплавки . Оптимальный расход составляет 0,7-0,2 л/мин. В качестве охлаждающей жидкости используется 4%-ый водный раствор кальцинированной соды. Жидкость подается на расстоянии 15 мм от места наплавки.

Источник тока. Для получения наилучшего результата вибродуговой наплавки используется источник тока обратной полярности постоянного тока, три съемных выпрямителя соединены последовательно .

Головка для вибродуговой наплавки должна обеспечить постоянство скорости подачи проволоки, стабильность процесса вибрации, сохранение постоянства настройки . Наплавка производится головкой с механической вибрацией ГМВК-1. Для чистовой обработки наплавленных поверхностей используется шлифование .

Обработка осуществляется шлифовальным кругом из электрокорунда белого повышенного качества 39 А ,зернистостью50 , твердостью СМ2-1С с керамической вязкостью, форма и размер ПП150Х25Х65.

Режим шлифования поверхности шлицов по наружному диаметру.

Предварительное шлифование для обрабатываемого материала Нл-65Г, твердости 45 HRC , скорость съема материала 10000 мм мин, при окончательном 1000 мм мин , скорость вращения круга 25 м/сек , скорость вращения детали при предварительном шлифовании 15-20 мм/мин , при окончательном 20-25 мм/мин , минутная подача не превышает 0,15 мм/мин

2.7 Расчет норм времени

Вибродуговая наплавка:

Основное время рассчитывают по формуле:

to =                                                                                    (1)

где L - длина наплавляемой поверхности, мм;

S - подача, мм/об;

D-диаметр наплавляемой поверхности, мм;

V - скорость наплавки, м/мин.

tо= = 0,9

Нарезание резьбы резцом:

Основное время рассчитывают по формуле:

to=× i                                                                                      (2)

где Lp.x- длина рабочего хода резца, мм;

n - частота вращения резца, мин -1;

i - число проходов;

S - шаг резьбы, мм;

to=× 5 = 0,022 мин.

Вспомогательное время на операцию tвсп, мин.:

tвсп = tв.у + tв.п +tв.з                                                                    (3)

где tв.у - вспомогательное время на установку и снятие детали, мм;

tв.п - вспомогательное время, связанное с каждым переходом, мм;

tв.з - вспомогательное время, связанное с замерами детали, мм;

tвсп = 0,13 + 0,07 + 0,09 = 0,29

3. Требования охраны труда

Главная задача охраны труда - проведение мероприятий, обеспечивающих безопасность, сохранение здоровья и работоспособности человека в процессе труда. В цехах за выполнение правил безопасности труда отвечают начальники цехов, механики и мастера. Требование безопасности труда - требования установленные законодательными актами, нормативно-технической документацией, правилами, инструкциями, выполнение которых обеспечивает безопасность работающих.

Основной опасностью при наплавке является опасность поражения электрическим током. Защитные резиновые галоши, коврики, перчатки служат дополнительным средством защиты от поражения электрическим током. Чистая сухая одежда, сухая обувь, сухой деревянный пол понижают эту опасность.

При наплавке поражение электрическим током может произойти от прикосновения к токоведущим частям: к клеммам или концам проводов электросети при подключении сварочного трансформатора, к плохо изолированным проводам трансформатора со стороны питания от электросети.

В следствие неисправностей, сырости, засорение металлической стружкой, загрязнение или увлажнения электрических устройств напряжение может перейти с токоведущий частей на корпус трансформатора и станка. Если прикосновении к оборудованию, электроаппаратуре, корпус у станка ощущается напряжение, надо немедленно вызвать электрика для устранения неисправности и проверки защитного заземления.

Газы, выделяющиеся при наплавлении электродов, вредны для здоровья для удаления их необходимы местные вытяжки, вентиляция.

При работе на токарных станках из-за не соблюдения правил безопасности могут произойти несчастные случаи в следствие ранения стружкой, при прикосновении к вращающимся патронам и обрабатываемым деталям.

Зона обработки на токарных станках должна ограждаются защитным устройством со стороны рабочего места и ей противоположной.

Перед установкой детали в центрах проверяют исправность центров и их совпадение по центровой линии. Нужно периодически смазывать центровые отверстия. Не следует применять центры с изношенными и забитыми конусами. Нельзя туго затягивать задний центр. Заднюю бабку надо надежно закреплять, чтобы деталь опиралась на центр всей конусной частью.

Недопустимо во время работы станка измерять детали, проверять рукой частоту поверхности, устанавливать или сменять резцы, чистить и смазывать станок, передавать через станок детали и т.п. После окончания работы суппорт с резцом необходимо отвезти в сторону и отключить двигатель.

При работе на шлифовальных станках основную опасность представляет разрыв шлифовального круга. При недостаточно надежном креплений шлифуемые детали могут сорваться и ранить рабочего.

Во время работы на шлифовальном станке рабочий должен стоять сбоку, а не против круга. На станок можно устанавливать только испытанные круги.

Его нужно осмотреть, нет ли на нем заметных трещин и выбоин, не ослаблены ли гайки, зажигающие фланцы. При наличии вибрации шлифовального круга работать на нем не разрешается.

При остановке станка нельзя тормозить шлифовальный круг руками или каким-либо предметом.

При гальванических работах наиболее вредными для здоровья работающих являются электролиты. Для удаления паров, газов, пыли и создания нормальных условий труда необходимо оборудовать участки мощной приточно-вытяжной вентиляцией. Сточные воды отводят из ванн промывки резиновыми шлангами, по которым вода поступает в ближайший сливной канал. Перед спуском воды в канализацию ее следует обезвредить. К работе в гальванических цехах допускаются рабочие в возрасте не моложе 18 лет, прошедшие медицинский осмотр и специальное обучение.

Рабочие гальванических цехов обеспечиваются спецодеждой: резиновыми сапогами, перчатками, прорезиненными фартуками, халатами и очками. После окончания рабочего дня спецодежду нужно хранить в шкафах.

4. Конструкторская часть

Ключевая деталь в технологической оснастке станков - токарный центр (станочный центр). Обычно различают: центр станочный упорный и центр станочный вращающийся. Первый предназначен для токарных операций сложного типа, второй - для простых операций.

Центры упорные предназначены для установки и поддержания заготовок детали при обработке на металлорежущих станках. А так же для установки деталей типа «вал», имеющих центровые отверстия, при их обработке на станках токарной группы.

Упорные центры делают с твердосплавными наконечниками, что повышает их долговечность.

Упорные центры имеют конический хвостовик, который легко входит в коническое отверстие передней и задней бабки и также легко вынимается из них. Этот конец входит в центровые отверстия на торцах шлифуемой детали и поддерживает ее во время работы. Размеры применяемых центров различаются по номерам

4.2 Принцип действия приспособления

Работа центра осуществляется следующим образом: торец переднего упорного центра зажимаем в кулочковом патроне. За тем не посредствено вал и червяк рулевого управления, базируем на центре, и поджимаем задним центром станка. Наконечники входят в технологические отверстия и пазы детали. Убедившись в надежности установки детали, начинаем ее обработку. После выполнения всех операций, поддерживая деталь отводим задний центр станка.

Заключение

В данном курсовом проекте была произведена дефектовка и восстановление детали с помощью наиболее рационального способа восстановления детали. Вал и червяк рулевого управления в сборе имела два дефекта которые поддавались ремонту: износ резьбы и износ шейки под роликовый подшипник. Данные дефекты были устранены с помощью вибродуговой наплавки.

Узнав исходные данные и характеристики детали был произведен рациональный выбор способа восстановления детали. Далее были составлены технологическая схема устранения дефектов и технологический маршрут восстановления детали. После этого рассчитав норму времени на необходимые операции и изучив охрану труда был произведен ремонт детали.

Вал и червяк рулевого управления в сборе после всех произведенных расчетов и выполнения необходимых операций находится в рабочем состоянии и готово к использованию.

шейка вал роликовый подшипник

Список использованных источников

1 Бергер И. И. Справочник молодого токаря - М.; «Высшая школа» 1987.

2 Гурвич И.С., Полонская М.И. Методика технического нормирования в ремонтном производстве. Ростов-на-Дону, 1981.

4 Дехтеринский Л.В. Технология ремонта автомобилей.- М.: Транспорт, 1979.

4 Мазов В. А. и др. Охрана труда в машиностроении - М.; Машиностроение 1983.

Малышев Г.А. Справочник технолога авторемонтного производства.- М.: Транспорт, 1977.