Разработка технологического процесса восстановления толкателя клапана газораспределительного мех

--PAGE_BREAK--Введение.

Производственный процесс ремонта машин – это совокупность действий людей и орудий производства, выполняемых в определенной последовательности и обеспечивающих восстановление работоспособности, исправности и  ресурса изделия. Производственный процесс включает в себя ряд технологических процессов.

Технологический процесс капитального ремонта машин  включает в себя все элементы машиностроительного производства (изготовление деталей, сборку, обкатку, испытание и окраску) и дополнительно специфические элементы (приемку машин в ремонт, очистку, разборку, дефектацию и комплектацию). Единственный источник экономии при капитальном ремонте машин по сравнению с их изготовлением – использование годных для дальнейшей эксплуатации деталей и их восстановление.

При изготовлении деталей машиностроительные предприятия используют заготовки, получаемые литьем, ковкой, штамповкой и т.д. Стоимость материалов и заготовительных работ при производстве машин составляет около 75% затрат на их изготовление. При восстановлении же деталей в качестве заготовок применяют изношенные детали. В связи с этим отпадают затраты на литье, ковку, штамповку и частично на механическую обработку. При восстановлении деталей затраты на материалы и заготовительные работы фактически отсутствуют, так как роль заготовок выполняют изношенные детали.

Износы же большинства деталей  транспортных и технологических машин лесного комплекса измеряются десятками или сотыми долями миллиметра, и их восстановление сводится к нанесению тонкого поверхностного слоя или заключительным операциям механической обработки. Стоимость же восстановления изношенных деталей обычно не превышает 50…60% стоимости запасных частей. Восстановление деталей  также способствует сохранению природных ресурсов и снижению загрязнения окружающей среды.

Образование и развитие неисправностей в машине объясняется действием объективно существующих закономерностей. Неисправности машин появляются в ре­зультате постоянного или внезапного снижения физико-механических свойств материала деталей, их истирания, деформирования, смятия, коррозии, старения, перерас­пределения остаточных напряжений и других причин,  вызывающих разрушение деталей. В большинстве слу­чаев происходят изменения в сопряжениях — нарушения заданных зазоров в подвижных соединениях или натягов в неподвижных. Практически любая неисправность яв­ляется следствием изменения состава, структуры или механических свойств материала, конструктивных раз­меров деталей и состояния их поверхностей.

Появление неисправностей обусловлено конструктивными, технологическими и эксплуатационными факто­рами.

Большинство деталей машин в процессе эксплуатации подвергаются действию переменных нагрузок. Эти детали испытывают четыре вида нагружения: односторонний изгиб, одностороннее кручение, переменный изгиб и переменный изгиб с кру­чением (испытаниям переменными нагрузками подвер­гают более 70 % деталей). Около 75 % цилиндрических поверхностей имеют различные концентраторы напря­жений: галтели, пазы под шпонки, кольцевые канавки, отверстия, лыски и резьбы.

Различный срок службы (ресурс) деталей обусловлен многими причинами. Основными из них являются сле­дующие: разнообразие функций деталей в машине; широ­кий диапазон изменения действующих на детали нагру­зок; наличие как активных (движущихся), так и пассив­ных (неподвижных) деталей; разнообразие видов трения в сопряженных; использование в сопряжения деталей из разных материалов, вызванное необходимостью сни­жения сил трения; отклонения в свойствах материалов; точность и качество обработки сопрягаемых деталей; условия эксплуатации.

Неисправности деталей машин можно разделить на три группы: износы, механические повреждения и хи­мико-тепловые повреждения.

Износы деталей машин определяются давлением, цик­лическими нагрузками, режимом смазывания и степенью его стабильности, скоростью перемещения поверхностей трения, температурным режимом работы деталей, сте­пенью агрессивности окружающей среды, качеством обра­ботки и состоянием поверхностей трения и т. д.

К механическим повреждениям деталей относятся трещины, пробоины, риски и надиры, выкрашивания, поломки и обломы, изгибы, вмятины и скручивания.

Химико-тепловые повреждения деталей по сравнению с другими повреждениями встречаются реже и возникают, как правило, в результате сложных взаимодействий при тяжелых условиях эксплуатации машин. К таким по­вреждениям относятся: коробление, коррозия, раковины, образование нагара и накипи, электроэрозионное разру­шение и т. д.

Существуют также неисправности, связанные со снижением тех или иных эксплуатационных свойств деталей. Например, пружины, рессоры, торсионные валы, поршневые кольца вследствие динамических нагрузок и теплового воздействия без видимых внешних повреждений утрачивают упругость, нарушая тем самым нормальную работу агрегатов, и часто вызывают полную потерю работоспособности машин.

Таким образом, зная закономерность нарастания износа детали или увеличения зазора сопряжения, можно легко определить предельные и допускаемые износы деталей или зазоры сопряжения.

Взаимосвязь неисправностей позволяет достоверно определять на изношенных деталях закономерные сочетания неисправностей, группировать детали с большим числом различных сочетаний неисправностей в небольшое число маршрутов и составлять технологический процесс на совместное устранение комплекса дефектов.  
1. АНАЛИЗ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ.

1.1. Обоснование необходимости восстановления детали
Техническое перевооружение лесопромышленных предприятий требует значительного обновления парка машин и увеличения поставок запасных частей к ним. Однако в условиях ограничения финансовых и материальных ресурсов предприятий эта проблема может быть решена не только за счет поступления новой техники, но и ее модернизации, ремонта и восстановления изношенных деталей. На запасные части к автомобилям расходуется свыше 40 %, а к тракторам – около 50 % металла, идущего на изготовление этих машин.

Исследованиями установлено, что 85 % деталей машин становятся не работоспособными при износах поверхностей не более 0,2...0,3 мм, а себестоимость восстановления составляет 50...60 % от стоимости новой детали. К тому же в последние годы разработаны и применяются технологии, которые позволяют получить ресурс восстановленной детали на уровне серийной и даже выше. Поэтому восстановление многих деталей является целесообразным и экономически выгодным. Об этом свидетельствует опыт восстановления деталей в различных отраслях экономики как в Российской Федерации, так и за рубежом.

1.2. Техническая характеристика детали
Технические характеристики толкателя клапана сведены в табл. 1.
Таблица 1.

Технические характеристики толкателя клапана



Наименование и обозначение детали

Материал

Твердость

Габаритные размеры, мм

Толкатель клапана

Корпус — сталь 35

ТУ14-1-2527-78

HRC 35-41

62,5хØ22

Толкатель клапана

Пята — чугун специальный

HRC 61          (не менее)

Ø34х5


1.3. Анализ состояния изношенной детали
1.3.1. Конструкция сборочной единицы, в которую входит
деталь.
Механизм газораспределения предназначен для впуска в цилиндры воздуха и выпуска отработавших газов. Открытие и закрытие впускных и выпускных клапанов происходит в строго определенных поло­жениях по отношению к верхней и нижней мертвым точкам, которые соответствуют углам поворота шей­ки коленчатого вала.

Устройство механизма газораспределения двигателя представлено на рис. 1.

Рисунок 1. Механизм газораспреде­ления:
 1 — вал распределительный; 2 — толкатель; 3 — направляющая толкателей; 4 — штанга; 5-прокладка крышки головки; 6 — коро­мысло; 7 — гайка; 8 — винт регули­ровочный; 9 — болт крепления крышки головки; 10 — сухарь; 11 -втулка тарелки; 12 — тарелка пружины; 13 — пружина наруж­ная; 14 — пружина внутренняя; 15-направляющая клапана; 16- шай­ба; 17- клапан; А — зазор тепловой.
1.3.2. Условия работы механизма газораспределения.
Кулачки распредели­тельного вала 1 в определенной последовательности приводят в действие толкатели 2. Штанги 4 сообща­ют качательные движения коромыслам 6, которые, преодолевая сопротивление пружин 13,14, открыва­ют клапаны. Клапаны закрываются под действием силы сжатых пружин.

Крутящий момент на распределительный вал пе­редается от коленчатого вала через шестерни приво­да агрегатов.

Толкатели 2 — грибкового типа, пусто­телые, с цилиндрической направляющей частью, изго­товлены холодной высадкой из стали с последующей наплавкой тарелки отбеленным чугуном. Внутренняя цилиндрическая часть толкателя заканчивается сфе­рическим гнездом для упора нижнего конца штанги.

Клапаны впускной и выпускной изготовлены из жаропрочных сталей. Диаметр головки выпускного клапана меньше диаметра головки впускного клапа­на. Стержни обоих клапанов на длине 125 мм от торца покрыты графитом для улучшения приработки.

Во время работы двигателя стержни клапанов смазываются маслом, вытекающим из сопряжений коромысел с осями и разбрызгиваемым пружинами клапанов. Для предотвращения попадания масла в цилиндр по зазору стержень клапана — направ­ляющая втулка на втулке впускного клапана уста­новлена резиновая манжета.

Направляющие толкателей, отлитые из серого чугуна, выполнены съемными для повышения ремонтоспособности и технологичности блока.

Штанги толкателей—стальные, трубчатые, с зап­рессованными и обжатыми наконечниками. Нижний наконечник имеет выпуклую сферическую поверх­ность, верхний—выполнен в виде сферической ча­шечки для упора регулировочного винта коромысла.

Коромысло 6 клапана (см. рис. 1)—стальное, кованое, с бронзовой втулкой, представляет собой двуплечий рычаг, имеющий передаточное отноше­ние 1,55. В короткое плечо коромысла для регули­рования зазора в клапанном, механизме ввернут регулировочный винт 8 с контргайкой 7. Коромысла впускного и выпускного клапанов установлены консольно на осях, выполненных заодно со стойкой коромысел; стойка установлена на штифт и закреп­лена на головке двумя шпильками. Осевое переме­щение коромысел ограничено пружинным фиксато­ром. К каждому коромыслу через отверстия в стойке коромысла подводится смазка.

Пружины клапанов цилиндрические с равно­мерным шагом витков и разным направлением на­вивки. На каждом клапане установлены две пру­жины. Нижними торцами пружины опираются на головку через стальную шайбу 16, верхними — в тарелку 12. Тарелки упираются во втулку, которая соединена со стержнем клапана двумя конусными сухарями. Разъемное соединение втулка — тарелка дает возможность клапанам проворачиваться от­носительно седла.

Газораспределительный механизм является одним из важнейших элементов автомобиля, который предназначен для своевременного впуска в цилиндры двигателя свежего заряда и для выпуска отработавших газов. Непрерывность рабочего процесса обеспечивается за счет безотказной работы деталей газораспределительного механизма. Но каждая деталь в процессе  эксплуатации подвержена  действию неких сил в результате чего изменяется его форма, состояние, размеры.

Рассматриваемая  деталь — толкатель так же является не исключением.
1.3.3.
Наиболее распространенные
дефекты толкателя
.
Дефекты толкателя показаны на рис. 2.

Рисунок 2. Дефекты толкателя.
Наименование дефектов толкателя приведены в табл. 2.
Таблица 2.

№ дефекта

Обозна­чение

Измерительный инструмент

Возмож-ный дефект

Размеры, мм



номинальный

предельно допустимый без ремонта

1

А

Штангенциркуль

ШЦ-I

ГОСТ 166-80

Износ стержня

толкателя



Ø21,80

Ø21,78

2

Б

Износ, выкрашивание наплавленной поверхности пяты

Размер В:

24,7+0,2

23,9


1.3.4.
Причины изменения формы геометрических размеров.

Усталостное изнашивание поверхности трения или отдельных ее участков в результате повторного деформирования микрообъемов материала, приводит к возникновению трещин и отделению частиц от детали, которое происходит при качении и скольжении. Износ обусловливается микропластическими деформациями и упрочнени­ем поверхностных слоев трущихся деталей. При этом имеют место напряженное состояние активных объемов металла у поверхности трения и особые явления усталости при знакопеременных нагруз­ках, вызывающих трение металла в поверхностных слоях и, как следствие, их разрушение. Пульсирующие нагрузки резко усилива­ют темп осповидного износа на поверхности толкателя. Разрушение при таком износе харак­теризуется появлением микро- и макротрещин, расположенных под небольшими углами к поверхности трения, с последующим развити­ем их в осповидные углубления и впадины. В результате износа час­тицы поверхностного слоя откалываются, поверхность становится неровной и приобретает матовый оттенок.

Абразивное изнашивание возникает при трении сколь­жения и наличии между трущимися поверхностями мелко раздроб­ленной твердой среды, вызывающей как бы выкрашивание частиц металла из поверхности деталей в результате режущего или цара­пающего действия твердых тел или частиц, которые также наблюдаются на поверхности толкателя. Изменение размеров деталей при абразивном изнашивании зависит от ряда факторов: материала и механических свойств толкателя, режущих свойств абразивных час­тиц, удельного давления и скорости скольжения при трении.

Наблюдается также изнашивание вследствие пластического деформирования, которое характери­зуется тем, что при повышенных нагрузках и температурах деталь интенсивно деформируется с образованием пластически выдавленной риски или со снятием стружки (пластическое резание). Поверхност­ные слои металла постепенно перемещаются под действием сил тре­ния в направлении скольжения. В этом случае изнашивание может происходить без потери веса, но при изменении размеров.

Изнашивание при хрупком разрушении наблюдается редко на поверхности толкателя, которое  характеризуется тем, что поверхностный слой одного из трущихся металлов в результате тре­ния и сопутствующих ему пластических деформаций интенсивно на­клёпывается и становится хрупким.

2.
ВЫБОР РАЦИОНАЛЬНОГО СПОСОБА УСТРАНЕНИЯ

ДЕФЕКТОВ ДЕТАЛИ
.



2.1.
Оценка критериев устранения дефектов детали различными способами
.
По заданию изношена наружная поверхность — А толкателя клапана на    0,3 мм.
Для устранения изношенной поверхности толкателя может быть применено несколько способов.

По табл. 2 [1] выбираем способ устранения износа.

Устранить износ поверхности толкателя можно наплавкой в среде углекислого газа, вибродуговой наплавкой, хромированием, железнением, контактной наваркой, ручной наплавкой.

 

По техническому критерию или коэффициенту долговечности (табл. 4 [1]) – оцениваем эксплуатационные свойства детали, восстановленной каждым способом, выбранным по технологическому критерию.
Значения коэффициентов приведены в табл. 3:
Таблица3

Технические критерии способов восстановления



Способ восстановления

Значения коэффициентов

Удельная себестоимость восстановления

износо-стойкости, Ки

выносли-вости, Кв

сцепляемос-ти, Ксц

Наплавка в среде углекислого газа

0,85

0,9…1,0

1,0

6,0…8,0

Вибродуговая наплавка

0,85

0,62

1,0

8,0…10,0

Хромирование

1,0…1,3

0,7…1,3

0,4…0,5

0,4…9,0

Железнение

0,9…1,2

0,8

0,65...0,8

0,4…9,0

Контактная наварка

0,9…1,1

0,8

0,8…0,9

7,5…8,5

Ручная наплавка

0,9

0,8

0,8…0,9

12,0…14,0


Коэффициент долговечности Кд численно принимается равным значению коэффициента, который имеет наименьшую величину.
Окончательное решение о выборе рационального способа устранения дефекта детали принимаем по технико-экономическому критерию. Он отражает технический уровень применяемой технологии, затраты на восстановление и эксплуатацию детали.


где    

– удельная себестоимость способа устранения дефекта, руб./м2 для, значения приведены в табл. 5 [1];



– коэффициент долговечности восстановленной детали (см.табл. 3).


для наплавки в среде углекислого газа:




для вибродуговой наплавки:




для хромирования:




для железнения:




для контактной наварки:




ручная наплавка:




С учетом величины и характера износа, материала толкателя, его конструктивных особенностейи затрат на восстановление принимаем для восстановления поверхности толкателя клапана наплавку в среде углекислого газа.
2.2.
Описание выбранного способа восстановления детали
.
Дуговаянаплавка в среде защитных газовявляется наиболее распространенным способом восстановления деталей в ремонтном производстве не только в России, но и за рубежом.

Сущность способа заключается в том, что электрическая дуга горит между электродом и наплавляемой деталью в струе газа, вытесняющего воздух из плавильного пространства, и расплав металла защищается от действия кислорода и азота воздуха. При наплавке и сварке стальных деталей используют углекислый газ, при сварке алюминия — аргон или гелий.

Схема наплавки в среде защитных газов приведена на рис. 3.

Процесс широко применяется для восстановления цилиндрических поверхностей деталей.

Рисунок 3. Наплавка в среде защитных газов:
1-мундштук; 2- трубка; 3-газовое сопло; 4- наконечник; 5-электродная проволка
Сварку и наплавку выполняют электродной проволокой диаметром от 0,8 до 2,5 мм. Детали из малоуглеродистых и низколегированных сталей наплавляют проволокой диаметром 1,2 –1,5 мм марок Св–0,8, Св–10А, Нп–30, Нп–40 и др., а из легированных сталей – марок Св–18ХГСА, Нп–30ХГСА, порошковыми проволоками марок ПП–3Х2В8, ПП–Х42ВФ и др. Высокую износостойкость наплавленного слоя можно получить наплавкой проволоки Нп–2Х13.

Наплавка деталей в среде углекислого газа по сравнению с наплавкой под слоем флюса имеет следующие преимущества: более высокая (на 20—30 %) производительность процесса; меньший нагрев детали; отсутствие необходимости очистки наплавленного слоя от шлаковой корки. Недостатком процесса является склонность наплавленного слоя к образованию трещин и значительное разбрызгивание металла.

Наплавка порошковой проволокой. Порошковая проволока представляет собой свернутую из стальной ленты трубку диаметром 2—3 мм, заполненную шихтой в виде механической смеси легирующих (ферросплавы, углерод, различные металлы), защитных (мрамор, плавиковый шпат и др.) компонентов, железного порошка, а также веществ, стабилизирующих горение дуги.

Преимущества процесса — простота   его выполнения, так как не требуется наличие флюсов или защитных газов, возможность получения износостойкого наплавленного металла и относительно высокий коэффициент наплавки  12— 20 кг/ (А -ч). Недостатки — значительная стоимость проволоки, получение наплавленного металла с неравномерной структурой и с повышенной пористостью.

При наплавке поверхностей значительной ширины и цилиндрических поверхностей больших диаметров вместо порошковой проволоки эффективнее применять порошковую ленту шириной от 20 до 100 мм.

Режимы наплавки характеризуются силой тока, напряжением, скоростью наплавки, скоростью подачи проволоки, шагом наплавки, вылетом и смещением электрода.
3.
РАЗРАБОТКА РЕМОНТНОГО ЧЕРТЕЖА ДЕТАЛИ.
4.
РАСЧЕТ НЕОБХОДИМОЙ ТОЛЩИНЫ ПОКРЫТИЯ
.

Толщина покрытия, наносимого на наружную цилиндрическую поверхность:



где: – толщина покрытия, мм;

–износ детали, мм;

–припуск на обработку перед покрытием, мм; (ориентировочно 0,1 ...0,3 мм на сторону);

–припуск на механическую обработку после нанесения покрытия, мм (на сторону), по табл. 6 [1] = 0,6 — 0,8 мм.



5.
СХЕМА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ВОССТАНОВЛЕНИЯ ДЕТАЛИ.


Схема технологического процесса восстановления при наплавке приведена на рис. 4.




Рисунок 4. Схема технологического процесса восстановления

при наплавке.
На специализированных предприятиях широко применяется маршрутная технология восстановления деталей, обеспечивающая правильную очередность выполнения операций своевременный операционный контроль, облегчающая производственной планирование, создающая предпосылки для поточного производства, повышения производительности труда и качества восстановления деталей. Количество маршрутов для одной детали не должно превосходить пяти – шести, маршруты должны комплектоваться на основе естественного сочетания дефектов.

Рекомендуются различные способы сокращения количества маршрутов: включение в состав одного маршрута восстановление всех соосных поверхностей, включение в состав всех маршрутов сравнительно несложных операций (правки, сверления отверстий, нарезки резьб, перепрессовки и ряда других); отнесение деталей с малораспространенными сочетаниями дефектов к редким маршрутам и др.
6.
СОДЕРЖАНИЕ ОПЕРАЦИЙ.

6.1. Выбор средств технологического оснащения процесса.
6.1.1. Очистка и мойка детали.
Виды загрязнений: остатки масел и смазок, отложения смол, аморфные и структурированные осадки, продукты коррозии и механического изнашивания. Способ очистки: в растворах синтетических моющих средств (МЛ–51, МЛ–52, Лабомид–101, Лабомид – 203, МС–8, Темп–100), в растворяюще–эмульгирующих средствах, доочистка механизированными инструментами в барабанах (АМ–15, ДВП–1, Термос, Ритм), ручным механизированным инструментом, обработка растворами кислот (Каустик). Оборудование: струйная камерная машина ОМ–4610, струйная конвейерная машина ОМ–5343, погружная моечная машина ОМ–12190, ультразвуковая ванна УЗВ–16М, комбинированная моечная машина ОМ–9318, моечная машина для очистки мелких деталей ОМ–6068А. 

 
6.1.2. Контроль детали.
Контролируемые показатели: измерение размеров деталей (линейные размеры, углы между плоскостями, осями), контроль отклонения формы (отклонение от цилиндричности, прямолинейности, плоскостности), контроль отклонения расположения поверхностей (радиальное и торцевое биение, расположение осей, поверхностей), контроль параметров шероховатости, контроль твердости поверхности, контроль целостности детали.

Используемые средства дефектации: штангенциркуль, микрометрические инструменты и рычажно–зубчатые приборы, угломер, индикаторные приспособления, проверочные линейки и плиты, струбцина с индикатором, твердомеры ТШ и ТК, магнитный, люминесцентный и ультразвуковой дефектоскопы.

Стол для дефектации ОРГ-14-68-01-090А.
6.1.3. Черновое шлифование перед наплавкой.
Шлифование выполняют на круглошлифовальном станке  3М152МВФ.
Рекомендуемый режим (табл. 16 [1]):

продольная подача 0,005…0,015 мм/проход;

окружная скорость круга 25…30 м/с;

окружная скорость детали 10…15 м/мин.
6.1.4. Наплавка.
Наплавку производим, путем наложения валиков по винтовой линии с направленным охлаждением.

Для наплавки используются станки У-651, У-653 или полуавтоматы А-547Р, А-825М.

Деталь наплавляется проволокой диаметром 1,2 –1,5 мм марок       Св–0,8, Св–10А, Нп–30, Нп–40 и др., а из легированных сталей – марок                Св–18ХГСА, Нп–30ХГСА, порошковыми проволоками марок ПП–3Х2В8, ПП–Х42ВФ и др.
Рекомендуемый режим наплавки (табл. 8 [1]):

диаметр наплавляемой поверхности 20-30 мм, 

толщина слоя 1,0 –1,2 мм,

сила тока 85-110 А,

скорость наплавки 40-45 м/ч,

смещение электрода 3-5 мм,

шаг наплавки 2,8-3,2 мм/об,

вылет электрода 8-11 мм,

напряжение 19 – 20 В.
6.1.5. Токарная обработка.
Наплавленную поверхность протачивают на токарно-винторезном станке 1К624,  с припуском 0,5 мм на последую­щее шлифование.

Точение можно проводить инструментом из твердых сплавов Т15К6, Т5К10, ВК6, ВК8.
Рекомендуемые режимы токарной обработки (табл. 15 [1]):

скорость резания 46,0 м/мин,

подача 0,2 мм/об,

глубина резания 1,0 мм.
6.1.6. Шлифование.
Шлифование выполняют на круглошлифовальном станке  3М152МВФ.
Обработка восстановленных поверхностей осуществляется в два этапа: черновое шлифование и чистовое шлифование.
Рекомендуемые режимы чернового шлифования (табл. 16 [1]):

глубина чернового шлифования 0,01...0,05 мм/проход,

продольная подача 0,7…1,2 мм/проход;

окружная скорость круга 25…30 м/с;

окружная скорость детали 10…15 м/мин.
Рекомендуемые режимы чистового шлифования (табл. 16 [1]):

глубина чистового шлифования принимается 0,008...0,01 мм/проход,

продольная подача 0,4…0,7 мм/проход;

окружная скорость круга 30…32 м/с;

окружная скорость детали 12…15 м/мин.
6.2. Выбор материала для восстановления и последующей обработки детали.
6.2.1. Черновое шлифование перед наплавкой выполняем шлифовальным кругом электрокорунд зернистостью 40…50, твердостью СТ… СТ1, связка керамическая.
6.2.2.Наплавку производим в среде углекислого газа. Деталь наплавляем проволокой 30ХГСА, диаметр электродной проволоки 1,6 мм.
6.2.3.Для токарной обработки выбираем материал инструмента по табл. 15 [1]: материал режущей части резца Т15К6, геометрические параметры инструмента (угол резца: передний 5 — 10°, главный в плане 25°, вспомогательный в плане 15°, главный задний 8 — 10°, угол наклона главной режущей кромки 0°), радиус при вершине 1 мм.
6.2.4.Для шлифования детали после токарной обработки выбираем по табл. 16 [1]:

для чернового шлифования — шлифовальный круг нормальный электроко­рунд, зернистость 40...50, твердость СТ… СТ1, связка керамическая,

для чистового шлифования — шлифовальный круг белый электрокорунд, зернистость 25...40, твердость СМ2… СМ1, связка керамическая.
6.3. Расчет режимов, в том числе предварительной и финишной механической обработки поверхностей.
Процесс восстановления деталей может быть условно разделен на два этапа. На первом этапе восстанавливают геометрические размеры детали выбранным способомнанесения на изношенную поверхность покрытия.

На втором этапе проводят последующую механическую обработку нанесенных покрытия.
6.3.1. Расчет параметров режимов нанесения покрытий


    продолжение
--PAGE_BREAK--Сила тока при наплавке:


Силу тока при наплавке определяют в зависимости от диаметра детали по табл. 8 [1].

Сила тока, при диаметре электродной проволоки 1,2 — 1,6 мм:



Шаг наплавки:

где:  – диаметр электродной проволоки, .



Скорость наплавки:


где:  — коэффициент наплавки, при наплавке постоянным током обратной полярности ;
  — шаг наплавки;

  — плотность электродной проволоки, г/см3 (= 7,85 ).



Частота вращения детали:



где:  – диаметр детали.



Скорость подачи проволоки:

Вылет электрода:



Смещение электрода:





6.3.2. Расчет параметров механической обработки.
Механическую обработку восстановленных поверхностей деталей выполняют резанием резцами и шлифованием.
Частота вращения детали:




где:  – скорость резания.


где:  – коэффициент, учитывающий условия обработки;

  — глубина резания, принимается равной припуску = z2 = 0,7мм;

  — подача, по табл. 10 [1]5мм/об;

  — стойкость инструмента, по табл. 13 [1]

Значения коэффициентов С и показателей степени x, y принимаются в зависимости от обрабатываемого материала. Для восстановленных деталей их можно принять как и для стальных деталей соответственно 41,7; 0,18;0,27. Значение коэффициента mпринимается по данным табл. 14[1], m= 0,125.







Число проходов при шлифовании:




где:  – припуск на шлифование (на сторону),;

  — глубина шлифования принимается  0,005...0,015 мм/проход для чистовой и 0,010...0,025 мм/проход для черновой обработки.

для черновой обработки:




для чистовой обработки:




Продольная подача при шлифовании:




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

 – продольная подача в долях ширины круга на один оборот детали,

Продольная подачадля чернового шлифования восстановленных поверхностей деталей более 20 мм – 0,6...0,7Bк. Для чистового шлифования   принимают 0,2...0,3Bк.

для черновой обработки:




для чистовой обработки:



Окружная скорость при шлифовании:
Окружную скорость детали Vд  для чернового шлифования принимают 20...80 м/мин, а для чистового –2...5 м/мин.
Скорость продольного перемещения стола:


для черновой обработки:



для чистовой обработки:



7.
НОРМИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА И ОПРЕДЕЛЕНИЕ КВАЛИФИКАЦИИ РАБОТ.

7.1. Норма времени при восстановлении деталей способом электро­дуговой наплавки:
где:   – основное время, в течение которого происходит наращивание слоя металла заданной толщины на изношенные поверхности детали или его удаление в процессе механической обработки детали, мин;

–вспомогательное время, время выполнения комплекса подготовительных и заключительных (вспомогательных) переходов (операций), по табл. 21 [1] мин;

–дополнительное время, затрачивается на уход за рабочим местом и поддержание его в надлежащем состоянии в течение рабочей смены, на отдых, личные надобности и производственную гимнастику, мин;

– подготовительно-заключительное время, затрачиваемое на получение, ознакомление и сдачу работы, на подготовку оборудования и оснастки, на оформление документации на партию одноименных деталей, по табл. 22 [1] мин;

–количество деталей в партии, шт.



где:   – оперативное время;

  — доля дополнительного времени от основного и вспомогательного, принимается 10…14 %.





где:   – длина наплавляемой поверхности с учетом захода и выхода электрода, по заданию  54,963 мм;

  — скорость наплавки, м/мин;

  — диаметр детали, с учетом износа  мм;

  — число проходов, ;

  — шаг наплавки, мм/об.








7.2.
Норма времени на токарную обработку:
где:   – основное время, в течение которого происходит удаление лишнего наращенного слоя металла в процессе механической обработки детали, мин;

–вспомогательное время, время выполнения комплекса подготовительных и заключительных (вспомогательных) переходов (операций), по табл. 23 [1] мин;

–дополнительное время, затрачивается на уход за рабочим местом и поддержание его в надлежащем состоянии в течение рабочей смены, на отдых, личные надобности и производственную гимнастику, мин;

– подготовительно-заключительное время, затрачиваемое на получение, ознакомление и сдачу работы, на подготовку оборудования и оснастки, на оформление документации на партию одноименных деталей, по табл. 22 [1] мин;

–количество деталей в партии, шт.



где:   – оперативное время;

  — доля дополнительного времени от основного и вспомогательного, принимается 10…14 %.





где:   – длина обрабатываемой поверхности с учетом врезания и перебега режущего инструмента, мм;

  — число проходов, ;

–частота вращения, ;

  — подача, мм/об.



где:   – длина обрабатываемой поверхности, по заданию  54,963 мм;

  – длина врезания (принимают равной глубине резания),  = 0,7мм;

  – длина подвода и перебега инструмента,  2...5 мм;

  – длина проходов,  5...8 мм.










7.3.
Норма времени на
наружное шлифование:
где:   – основное время, в течение которого происходит удаление лишнего наращенного слоя металла в процессе механической обработки детали, мин;

–вспомогательное время, время выполнения комплекса подготовительных и заключительных (вспомогательных) переходов (операций), по табл. 27 и 28 [1] мин;

–дополнительное время, затрачивается на уход за рабочим местом и поддержание его в надлежащем состоянии в течение рабочей смены, на отдых, личные надобности и производственную гимнастику, мин;

– подготовительно-заключительное время, затрачиваемое на получение, ознакомление и сдачу работы, на подготовку оборудования и оснастки, на оформление документации на партию одноименных деталей, по табл. 33 [1] мин;

–количество деталей в партии, шт.



где:   – оперативное время;

  — доля дополнительного времени от основного и вспомогательного, принимается 10…14 %.





где:   – длина обрабатываемой поверхности, по заданию  54,963 мм;

  — число проходов, ;

–окружная скорость детали  для чернового шлифования принимают 20...80 м/мин, а для чистового –2...5 м/мин;

  — продольная подача на 1 оборот детали, для черновой обработки: мм/об,для чистовой обработки: мм/об;

  — коэффициент зачистных ходов,








8.
РАСЧЕТ
ЗАТРАТ НА ВОССТАНОВЛЕНИЕ ДЕТАЛИ.

Затраты на восстановление детали:




где:   – стоимость изношенной детали, определяют по цене металлолома.  0,1 от цены новой детали. Цена толкатель клапана ЯМЗ – 180 руб., ;


  — затраты на материалы (i) по всем технологическим операциям (j), руб.;

  — заработная плата производственных рабочих по всем технологическим операциям, руб.;

  — затраты на содержание и эксплуатацию оборудования, руб.;

  — амортизационные отчисления от стоимости оборудования, руб.

  — затраты на силовую электроэнергию, руб.;

  — затраты на содержание производственных площадей, руб./м2;

  — затраты на содержание средств технологического оснащения; режущий и мерительный инструмент, руб;

  — количество наименований материалов, по номенклатуре;

  — операции технологического процесса;

  — номенклатура СТО.



где:  – масса (объем) использованного материала конкретного наименования, 0,5 кг;

  — цена 1 кг материала конкретного наименования, 35 руб.(стоимость проволоки 30ХГСА, диаметр 1,6 мм — 35000 руб/т);

  — число наименований конкретных материалов, 1.



Заработную плату производственных рабочих определяют по всем технологическим операциям:
где:   – штучно — калькуляционное время на операцию, мин;

  — часовая тарифная ставка,  руб. (минимальный размер оплаты труда 4330 руб./ 170 фонд рабочего времени);

  — тарифный коэффициент, соответствующий каждому разряду, по табл. 35 [1] ;

  — коэффициент дополнительной заработной платы (отпуск, компенсации, и др.),

  — коэффициент, учитывающий отчисления в фонд социального страхования, =1,365.
Затраты на содержание и эксплуатацию оборудования:



где:   — норматив годовых затрат на единицу ремонтной сложности механической части оборудования,  руб./год;

  – норматив годовых затрат на единицу ремонтной сложности электрической части оборудования,  руб./год;

  — категория ремонтной сложности механической и электрической частей оборудования, соответственно, ;

  — коэффициент класса точности оборудования, ;

  — годовой фонд времени работы оборудования, при работе в одну сменуч.
Амортизационные отчисления от стоимости оборудования, руб., можно определить по формуле:
где:   – произведение оптовой цены оборудования и коэффициента 1,122, учитывающего затраты на транспортирование и монтаж оборудования, руб.;

  — норма амортизационных отчислений, %.
Затраты на силовую электроэнергию:
где:   – установленная мощность электродвигателей оборудования, кВт;

  — общий коэффициент загрузки электродвигателей,;

  — цена 1 кВт/ч электроэнергии, руб.
Затраты на содержание производственных площадей:



где:   – норматив содержания 1 м2 производственной площади, в одну смену руб./м2;

  — площадь, занимаемая станком,  м2;

  — коэффициент, учитывающий дополнительную площадь с учетом проходов, зон обслуживания и т. п.;

  — коэффициент, учитывающий площадь для систем управления станков с ЧПУ, .






Стоимость новой детали – 180 руб.    продолжение
--PAGE_BREAK--