Содержание
Введение
Технико-экономическое обоснование
Исходные данные
Обоснованиеразмера партии деталей
Выборрационального способа восстановления детали
Технологический маршрут
Схема маршрутноготехнологического процесса восстановления детали
Расчет припусков намеханическую обработку
Техническое нормированиенаплавочных работ
Определение элементовтехнической нормы времени для фрезерных работ
Определение элементовтехнической нормы времени для шлифовальных работ
Заключение
Список использованнойлитературы
Приложение
Введение
Впроцессе эксплуатации автомобиля надежность, заложенная в нем приконструировании и производстве снижается вследствие изнашивания деталей,коррозии, усталости и старения материала и других вредных процессов,протекающих в автомобиле. Вредные процессы вызывают появление различныхнеисправностей и дефектов, устранение которых необходимо для поддержанияавтомобиля в работоспособном состоянии. Поддержание автомобиля вработоспособном состоянии с минимальными издержками — это цельавтотранспортного предприятия. Одной из основных задач АТП является расширениеноменклатуры восстанавливаемых деталей. Все основные детали автомобиля являютсядостаточно сложными в конструктивно-технологическом отношении, их изготовлениевлечет за собой большие затраты времени, средств и материалов. Вторичноеиспользование деталей с допустимым износом и восстановление изношенных деталей,узлов и механизмов, способствует успешному решению проблемы снабженияавтохозяйств и ремонтных предприятий запасными частями и ежегодно дает большуюэкономию различных материалов и бюджетных средств.
Технико-экономическое обоснование
Полуось заднего моста автомобиля ГАЗ– 53 А изготовлена из стали 40Г, твердость шлицев HRC 47…60. В процессе работы полуоси осуществляютпередачу крутящего момента от дифференциала к ведущим колесам автомобиля.Крутящий момент носит знакопеременный характер. Они передают крутящий момент.Полуось выполняется в виде сплошного вала.
Внутренний конец полуоси имеет шлицы,а наружный – фланец. Полуось внутренним концом связана с шестерней, находящейсяв корпусе дифференциала, вследствие, этого в процессе работы происходит износ шлицевполуоси (характер износа: шлицы изнашиваются по боковым поверхностям, наружныйдиаметр шлицевого конца не изнашивается) и зубьев шестерни, износ шейки валапод сальник. Через фланец полуосей осуществляется жесткая связь с ведущимиколесами автомобиля, вследствие чего возникает деформация (погнутость) фланца вместах крепления.
Основными рабочими поверхностямиявляются: поверхность под сальник, торец фланца, поверхность шлиц. Условияработы этой детали диктуют необходимость, чтобы поверхность шлиц была c твердостью HRC 47…60.
Диаметр шлицевого конца и шейки подсальник должны быть шлифованы.
Полуось заднего моста принадлежит кклассу деталей «круглые стержни». Детали этого класса изготавливаютсяиз конструкционных среднеуглеродистых и легированных сталей, высокопрочногочугуна. Рабочие поверхности в большинстве случаев подвергают закалке токамивысокой частоты или цементации с последующей закалкой и низкотемпературнымотпуском.
Для обеспечения технических условий износшлиц восстанавливают наплавкой, а шейку под сальник восстанавливают независимоот того, изношены они или нет.
Исходные данные
N = 2500 шт. автомобилей;
Kр = 0,6;
m = 2.
Обоснование размера партии деталей
Размер партии на ремонт полуосиопределяется по формуле:
/>
гдеN – годовая производственная программа;
Kр – коэффициент ремонта полуоси;
m – число одноименных деталей вмашине.
/>
Выбор рационального способавосстановления детали
Технологический критерийДефект Способы восстановления детали Износ шлицев
Механизированная наплавка:
— подфлюсовая (применяется для наплавки шлиц);
— вибродуговая (для деталей работающих при знакопеременных нагрузках не рекомендуется, после наплавки снижается усталостная прочность детали);
— в среде углекислого газа (применяется для деталей диаметром 25 мм и выше с небольшим запасом прочности, происходит снижение прочности после наплавки, что не приемлемо для деталей работающих при знакопеременных нагрузках) Износ шейки под сальник
Механическая наплавка
— подфлюсовая (целесообразно применять для восстановления деталей диаметром более 55 мм)
— вибродуговая
— в среде углекислого газа (применяется для сварки кузова и оперения автомобиля)
Из перечисленных выше способоввосстановления выбираем:
а) для восстановления шлицев –подфлюсовая наплавка;
б) для восстановления шейки подсальник – подфлюсовая наплавка.
Критерий долговечности
/>
гдеТв – ресурс восстановленной детали;
Тн –ресурс новой детали.
При сравнении способов восстановлениявыбираем тот способ у которого Кдбольше — подфлюсовая наплавка Кд = 0,79.
Критерий экономичности
Определяем стоимость восстановлениядетали. Значение себестоимости можно определить только после окончательнойразработки технологического процесса и установления норм времени. В учебномварианте для простоты допускается применить значение себестоимости попрейскурантам, данным авторемонтных предприятий или удельной себестоимостивосстановления.
Кэ =61,5 руб/м² — для подфлюсовой наплавки ;
Кэ =31,9 руб/м² — для обработки под ремонтный размер.
То есть стоимость восстановления шлицовполуоси заднего моста дешевле закупки новой детали, тем более в масштаберемонта 250 штук в месяц. Аналогично и со вторым дефектом.
Технологический маршрут
Таблица 1№ п/п Операция Оборудование 1 Наплавка шлицевых поверхностей Установка для наплавки 2
Правка деталей после наплавки
(по потребности) Пресс 3 Обточка шлицевого конца Токарный станок 4 Нарезание шлицев (по методу деления) Фрезерный станок 5 Шлифование шлицев по наружному диаметру Круглошлифовальный станок 6 Шлифование посадочного места под сальник Круглошлифовальный станок
Схема маршрутного технологическогопроцесса восстановления детали
"Полуось заднего моста ГАЗ-53А".
Дефект: износ шлицев по толщине
Таблица 2- Процесс восстановлениядефектов Наименование операций и содержание переходов Оборудование и инструмент База и способ закрепления Технические требования 005. Наплавочная У — 652 Механический зажим 1. Установить деталь в центрах Центровые отверстия Центровые отверстия детали соосны относительно друг друга 2. Наплавить металл в продольном направлении путем заливки впадины Центровые отверстия Толщина слоя при наплавке под флюсом не более 1 мм 010. Обточная ТВС 1616 Механический зажим Центровые отверстия детали соосны относительно друг друга 1. Установить деталь в центрах Центровые отверстия Центровые отверстия детали соосны относительно друг друга 2. Обточить шлицевой конец детали Резец Т15К6 Центровые отверстия 010. Фрезерная ФС 6М82Г Механический зажим 1. Установить деталь в центрах Центровые отверстия Центровые отверстия детали соосны относительно друг друга 2. Нарезать шлицы Червячная фреза Центровые отверстия 015. Шлифовальная КШС 3В151 Механический зажим 1. Установить деталь в центрах Центровые отверстия Центровые отверстия детали соосны относительно друг друга 2. Шлифовать по наружному диаметру Шлифовальный круг Центровые отверстия 020. Контрольная 1. Проверить наружный диаметр Предельная скоба - 2. Проверить внутренний диаметр Индикаторная скоба - 3. Проверить ширину шлица Предельная скоба - 4. Проверить профиль внутреннего диаметра Шаблон - 5. Проверить биение по внутреннему диаметру и конусность Индикатор
Дефект: износ шейки под сальник
Таблица 3- Процесс восстановлениядефектов Наименование операций и содержание переходов Оборудование и инструмент База и способ закрепления Технические требования 005. Наплавочная У — 652 Механический зажим 1. Установить деталь в центрах Центровые отверстия Центровые отверстия детали соосны относительно друг друга 2. Наплавить металл по винтовой линии при вращении детали Центровые отверстия Толщина слоя при наплавке под флюсом не более 1 мм 010. Шлифовальная КШС 3В151 Механический зажим 1. Установить деталь в центрах Центровые отверстия Центровые отверстия детали соосны относительно друг друга 2. Шлифовать по наружному диаметру Шлифовальный круг Центровые отверстия 015. Контрольная 1. Проверить наружный диаметр Микрометр 50 — 75 мм -
Расчет припусков на механическуюобработку
Определение толщины наплавляемогометалла
Толщина наплавляемого металла должнабыть минимальной при условии, что после механической обработки наплавленногослоя на поверхности детали не остается в виде непрозрачных участков, пор илишлаковых включений.
Толщина наплавленного металла равнамаксимальному износу плюс припуск на обработку:
/>
гдеt — толщина наплавляемого металла, мм;
Иmax – максимальный износ партии изношенных деталей, мм;
∆ — припуск на обработку,принимается равным 0,5 мм.
При отсутствии данных по износу можнопринять толщину наплавляемого металла равной 1 мм при диаметре детали менее 75мм ( d = 50 мм).
Техническое нормирование наплавочныхработ
Автоматическая наплавка производитсяна переоборудованных токарных станках, где осуществляется главное вращательноедвижение и движение подачи вдоль оси наплавляемого изделия. Поэтому элементытехнической нормы имеют особенности нормирования сварки и токарной обработки.Для определения машинного времени t0 необходимо знатьскорость наплавки Vн, частоту вращения детали n, подачу S на один оборот (на шаг наплавки) и толщину наплавки t. А для определения скорости наплавкинеобходимо знать скорость подачи проволоки Vпр икоэффициент наплавки αн. Плотность токаи коэффициент наплавки выбираются по рис. IV.3.3 [I, с.313] – Г. А. Малышев, исходя из диаметра электродной проволоки.
Исходные данные:
1) наплавка шейки под сальник:
Da = 92 А/мм²; d= 1,6 мм; αн = 11 г/А·ч; γ = 1,23г/см³; S = 4 мм/об (при Д = 50÷80 мм S = 4 мм/об); К = 0,986 и а = 0,985(взяты по табл. IV.3.7. [I, с. 314] – Г. А. Малышев.); t = 1 мм; i = 2; l = 14мм; Z = 250 мин.
Сила сварочного тока: />
гдеDa – плотность тока, А/мм;
d – диаметр проволоки, мм.
Для обеспечения требуемых свойствнаплавленного металла под флюсом применяется в основном флюс АН – 348А. Длявалов диаметром 50-90 мм (D = 50мм) применяется проволока диаметром 1,6 мм. Для среднеуглеродистых илегированных сталей (материал полуоси сталь 40Г) применяют проволоку Нп – 50 ХГСА. />
Масса расплавленного металла:
/>
гдеαн – коэффициент наплавки,
/>
Объем расплавленного металла:
/>
гдеγ – плотность расплавленногометалла, г/см³.
/>
При установившемся процессе объемрасплавленного металла
/>
гдеvпр –скорость подачи электродной проволоки, м/мин;
/>
Объем расплавленного металла Qр.м переносится на наплавляемую поверхность. Объемнаплавленного металла в минуту:
/>
гдеt – толщина наплавленного слоя, мм;
S – на один оборот детали (на шагнаплавки), мм/об;
vн – скорость наплавки, м/мин.
Но так как Qр.м = Qн.м, то
/>
Однако необходимо учесть, что не весьрасплавленный металл переносится на наплавленную поверхность и объемнаплавленного металла будет положен равномерно, то с учетом этого последнееравенство примет вид:
/>
гдеК – коэффициент перехода металлана наплавленную поверхность;
a – коэффициент неполнотынаплавляемого слоя.
Скорость наплавки:
/>
Частота вращения:
/>
гдеD – диаметр наплавляемой детали, мм.
/>
Расчет норм времени
Для расчета норм времени используетсяследующая формула:
/>
гдеTшк –штучно – калькуляционное время, мин;
t0 – основное (машинное) время, мин:
для наплавки тел вращения:
/>
гдеL – длина валика, м:
/>
гдеl – длина наплавки, м:
/>
i – количество слоев наплавки.
/>
tв – вспомогательное время, мин:
/>
гдеtви –вспомогательное время, связанное с изделием, на установку и снятие деталипринимается по табл. IV.3.9.[I, с. 315] – Г. А. Малышев; tи =0,48·L =0,48·0,55= 0,26 мин.
tвп – вспомогательное время, связанное с переходом, принимаетсядля наплавки под флюсом 1,4 мин на 1 пог. м шва (валика).
/> тогда />
tорм – время обслуживания рабочего места принимается 13 %от оперативного:
/>
tпз – подготовительно – заключительное время, принимается потабл. IV.3.8. [I, с. 315] – Г. А. Малышев. tпз =16,4 мин.
/>
2) продольная наплавка шлицев:
Da = 92 А/мм²; d= 1,6 мм; αн = 11 г/А·ч; γ = 1,23г/см³; S = 4 мм/об (при Д = 50÷80 мм S = 4 мм/об); К = 0,986 и а = 0,985(взяты по табл. IV.3.7. [I, с. 314] – Г. А. Малышев.); t = 8 + 1,2 = 9,2 мм (высота шлицев +припуск на механическую обработку); i = 14; l = 84 мм; Z = 250 мин; D = 42мм., F = 42 мм².
Сила сварочного тока:
/>
Масса расплавленного металла:
/>
Объем расплавленного металла:
/>
Скорость подачи электроднойпроволоки:
/>
Скорость наплавки:
/>
гдеF – поперечное сечение шлицевого пространства;
Частота вращения:
/>
Расчет норм времени
Необходимо иметь в виду, что припродольной наплавке шлицев выключают вращение шпинделя станка и сохраняютподачу сварочной головки вдоль наплавляемого изделия. В этом случае эта подачаявляется скоростью наплавки.
/>
гдеTшк –штучно – калькуляционное время;
Основное (машинное) время:
для наплавки шлиц продольнымспособом:
/>
гдеvн – скоростьнаплавки: vн = 0,325 м/мин = 32,5 мм/мин.
Основное время на один шлиц:
/>
tв – вспомогательное время, мин:
/>
гдеtпд –вспомогательное время на поворот детали на 180° и на установку сварочнойгорелки принимается – 0,46; а на 13 поворотов – 5,98 мин. tвп – вспомогательное время, связанное с переходом, принимаетсядля наплавки под флюсом 1,4 мин на 1 пог. м шва (валика).
/> тогда />
tорм – время обслуживания рабочего места принимается 13 %от оперативного:
/>
tпз – подготовительно – заключительное время, принимается потабл. IV.3.8. [I, с. 315] – Г. А. Малышев. tпз =16,4 мин.
/>
Выбор оборудования
Автоматическая наплавка под флюсомпроизводиться на специальных наплавочных установках.
Выбираем наплавочный станок: У-652.
Определение элементов техническойнормы времени для фрезерных работ
Нарезание шлицев. Величина врезания иперебега фрезы:
/>
гдеу1 – величина врезания фрезы, мм;
у2 –величина перебега фрезы, равная (0,03 ÷ 0,05)·D, (0,04·10= 0,4 мм);
D – диаметр фрезы, мм.
Для фрезерования торцевой фрезой:
/>
гдеt – глубина фрезерования, (9 мм);
B – ширина фрезерования, (6 мм);
/>
/>
Подача в минуту:
/> мм
гдеS0 –подача на один оборот фрезы, мм/об;
Sz – подача на один зуб фрезы, мм/зуб (0,01);
n – частота вращения фрезы, об/мин;
z – число зубъев фрезы (6).
Выбираем обточной станок: ТВС 1616
Определение элементов техническойнормы времени для шлифовальных работ
Припуск на механическую обработку
— шлицевых поверхностей: принимаем ∆= 0,25 мм по табл. II.1.12 [I, с. 80] – Г. А. Малышев; принимаем t = 1мм.
— поверхности под сальник: принимаем ∆= 0,25 мм по табл. II.1.12 [I, с. 80] – Г. А. Малышев; принимаем t = 1мм.
1) шлифование наплавленной шейки подсальник:
Продольная подача на один оборотобрабатываемой детали принимается в долях ширины шлифовального круга:
/>
гдеB – ширина шлифовального круга, мм; принимаем B = 10 мм;
β – коэффициент, определяющий долюширины шлифовального круга;
(принимается из табл. IV.3.90 – IV. 3.91. [I, с.368-369] – Г. А. Малышев); β= 0,42.
/>
Скорость вращения обрабатываемойдетали:
/>
гдеCv – постоянная величина, зависящая от обрабатываемого материала,характера круга и вида шлифования;
d – диаметр обрабатываемой поверхности(d = 50 мм);
Т – стойкость шлифовального круга,мин (7,5 мин);
t – глубина шлифования, мм;
Значение коэффициента Cv и показателей степени к, m, xv, yv принимаются из табл. IV.3.92 – IV.3.94. [I, с. 369-370] – Г. А. Малышев.
Cv = 0,27; к = 0,3; m = 0,5; xv = 1; yv = 1.
/>
Основное время:
При поперечной подаче на каждый ходстола:
/>
гдеL – длина хода стола (или шлифовального круга), мм:
при шлифовании без выхода круга:
/>
гдеl – длина обрабатываемой поверхности;
/>
nд – частота вращения обрабатываемой детали, об/мин:
/>
i – число проходов (4);
К – коэффициент, зависящий отточности шлифования и износа круга;
Для окончательного шлифования К =1,5.
/>
Подготовительно – заключительное ивспомогательное время принимается из табл. IV.3.95 – IV.3.98. [I, с. 370-371] – Г. А. Малышев.
tпз = 7 мин; tв = 0,08 мин, тогда />
/>
1) шлифование шлицев после наплавки:
Продольная подача: B = 50 мм; β = 0,42, тогда />
Скорость вращения обрабатываемойдетали:
d = 50 мм; Т = 7,5 мин; t = 1 мм;
Cv = 0,27; к = 0,3; m = 0,5; xv = 1; yv = 1.
/>
Основное время:
Длина хода стола (или шлифовальногокруга), мм:
/>
nд – частота вращения обрабатываемой детали, об/мин:
/>
i – число проходов (4);
К – коэффициент, зависящий отточности шлифования и износа круга;
Для окончательного шлифования К =1,5.
При поперечной подаче на каждый ходстола:
/>
Подготовительно – заключительное ивспомогательное время принимается из табл. IV.3.95 – IV.3.98. [I, с. 370-371] – Г. А. Малышев.
tпз = 15 мин; tв = 0,08 мин, тогда />
/>
Выбор оборудования
Шлифование производиться наспециальных круглошлифовальных станках.
Выбираем круглошлифовальный станок:КШС 3В151
Заключение
В результате работы был разработантехнологический процесс восстановления полуоси заднего моста автомобиля ГАЗ-53,проведён расчёт технико-экономический анализ выбранного способа восстановления,т.е. выбранный способ с точки зрения экономичности, сложности оборудования итехнологичности является наиболее приемлемым из известных. В результате работыбыл сделан ремонтный чертёж детали, карты эскизов выбранных процессов исоставлены операционная и технологическая карты технологического процессавосстановления детали. Следовательно существует необходимость восстановлениядетали вместо замены её новой, т.к. с точки зрении экономии средств это болеевыгодно чем покупка новой детали.
Список используемой литературы
1. Справочник технологаавторемонтного производства / Под ред. Г.А. Малышев. – М.: Транспорт, 1977. –432с.
2. Ремонт автомобилей/ С.И. Румянцев, А.Г. Боднев, Н.Г Бойко и др.; Под ред. С.И. Румянцева. – М.:Транспорт, 1989. – 479с.
3. Разработкатехнологического процесса восстановления детали. Метод. указания ксамостоятельной работе / ВлГУ. сост.Овчинников В.П., Владимир, 1994. – 96с.
4. Воловик В.Е.Справочник по восстановлению деталей. – М.: Колос, 1981. – 351с.
5. Каталог запасныхчастей автомобиля ГАЗ-53/ Под ред. Лапкина А.Г. – М.: Машиностроение, 1983. — 225с.