7228

Выбор и расчет рациональных способов восстановления деталей на примере толкателя клапанов тракторного двигателя

Курсовая

Производство и промышленные технологии

Выбор и расчет рациональных способов восстановления деталей на примере толкателя клапанов тракторного двигателя Задание Необходимо выбрать оптимальный способ восстановления детали с подробным описанием операций, расчетом времени и себестоимости...

Русский

2013-01-18

370.5 KB

82 чел.

Выбор и расчет рациональных способов восстановления деталей на примере толкателя клапанов тракторного двигателя

Задание

Необходимо выбрать оптимальный способ восстановления детали с подробным описанием операций, расчетом времени и себестоимости  восстановления единицы продукции.

Дано: толкатель клапана тракторного двигателя с износом рабочей поверхности тарелки толкателя (см. графическое задание).


ВВЕДЕНИЕ

Одним из крупных резервов экономии и бережливости восстановление изношенных деталей тракторов, автомобилей, комбайнов, сельскохозяйственных машин; оборудования животноводческих ферм, предприятий пищевой и перерабатывающей промышленности.

Известно, что работоспособность техники во многом зависит от качества ремонта и технического обслуживания, уровень которых, в свою очередь, обусловлен надежностью и ресурсом запасных частей, в том числе восстановленных.

Основа повышения качества — применение прогрессивных технологий восстановления деталей. Новые методы и технологии нанесения покрытий и их механическая обработка, восстановление деталей современными методами газотермических покрытий.


1 Восстановление деталей

1.1.Возможные способы восстановления

При выборе способов восстановления деталей обычно исходят из необходимости восстановления геометрических размеров и заданных свойств отдельных поверхностей деталей. При это стремятся  получать восстановленный слой покрытия с максимально возможной износостойкостью. Некоторые исследователи считают,  что необходимо  разрабатывать технологические процессы восстановления не для поверхностей деталей, а для их соединений, чтобы восстанавливать их работоспособность. Оба эти подхода не учитывают того факта, что не только отдельная поверхность, но и соединения, как бы качественно они не были восстановлены, не определяют работоспособность деталей и, что, самое главное, узлов, в состав которых они входят.

Каждая деталь имеет несколько изнашиваемых поверхностей. Поэтому ресурс работы узла, в который она входит, зависит от качества восстановления всех поверхностей детали, прежде всего их пространственной геометрии. Кроме того, ресурс агрегата или узла будет определяться остаточным ресурсом других, невосстанавливаемых поверхностей.

Таким образом, при выборе методов восстановления необходимо рассматривать деталь в совокупности со всеми поверхностями, а также накопившимися усталостными повреждениями. При анализе деталей, подлежащих восстановлению, необходимо группировать их по условиям работы, сочетанию дефектов физико-механическим свойствам поверхностей и т. д.

В таблице 1 приведен перечень типовых деталей, описаны их основные дефекты, даны рекомендации, на каком уровне производств целесообразно восстанавливать изношенные детали, Рекомендации являются результатом глубоких и всесторонних технико-экономических исследований. По мере разработки более интенсивных способов будут вноситься соответствующие коррективы. В последней графе указаны шифры способа устранения дефекта, перечисленные в информаторе (табл. 2).


Таблица 1

Основные дефекты типовых деталей машин и перечень способов их   устранения

Наименование типовых деталей

Дефект

Уровни

производства

Способы устранения

дефектов шифр (см. табл. 28)

I

II

III

IV

Тракторные  двигателя

Блоки цилиндров

Износ,   овальность,   конусность  гнезд   под   коренные подшипники

Трещины, пробоины в спинке водяной рубашки

+

до 250 мм

+

2, 3,  9,   16

до 100 мм

+

4,  5,  6

Коробление или негодность опор под вкладыши

+

2

Коррозия, износ нижнего пояска

+

1, 9, 22

Нарушения плоскости прилегания к головке

+

1, 2, 9

Повреждение шпилек, обрыв

+

22

Другие дефекты

+

4-

1, 4, 5, 22

Головки цилиндров

Износ, коробление плоскости прилегания

+

. —

2, 9

Износ фасок клапанных гнезд

+

6, 22

Износ фаски в пределах ремонтного размера

+

1, 2

Трещины в перемычках

+

+

5

Другие дефекты

+

+

1, 3, 5

Гильзы

Износ внутренней поверхности

+

2, 8

Износ посадочных поясков и буртика

+

19, 21

Другие дефекты

+

+

1. 3, 7, 9

Шатуны

Износ верхней и нижних головок

+

2, 8

Скручивание и изгиб

+

. — .

7

Износ поверхностей под крышки

+

1, 14

Другие дефекты

+

+

3, 4

Поршневые пальцы

Износ рабочей поверхности

+

2, 8

Клапаны толкателя

То же

+

1, 7, 12, 21

Коленчатые валы

Износ шеек

+

3, 6, 12, 14

Коробление и изгиб

+

8

Трещины

+

5


Таблица 2

Информатор способов устранения дефектов деталей

Основные способы устранения дефектов

Шифр

Механическая обработка с применением универсального оборудования

1

Механическая обработка с применением агрегатных и высокоточных станков

2

Ремонтные размеры

3

Бессварочные способы, требующие высокой квалификации рабочего

4

Ручная сварка и наплавка

5

Автоматическая и полуавтоматическая наплавка под слоем флюса и в среде газов специальными электродами

6

Гальванические

7

Пластическая деформация

8

Полимерные материалы

9

Лазерная наплавка и упрочнение

10

Газопламенная наплавка и напыление (ручная)

11

Газопламенное напыление и полуавтоматическая наплавка

12

Плазменная наплавка и напыление

13

Детонационное напыление

14

Индукционная наплавка

15

Высокотемпературная пайка

16

Заливка жидким металлом

17

Электрошлаковая наплавка

18

Металлизация

19

Наплавка с использованием присадочного материала

20

Контактная приварка материалов

21

Постановка ремонтных деталей

22

Упрочнение

23

Упрочняющие технологии

24


Как видно из представленных таблиц, восстановить деталь можно различными способами:

 Механическая обработка с применением универсального оборудования

Газопламенное напыление и полуавтоматическая наплавка

Гальванические

Контактная приварка материалов

Износ рабочей поверхности тарелки клапана необходимо устранять шлифованием с применением универсального оборудования.

Для восстановления боковой поверхности можно применить два различных способа восстановления: газопламенное напыление и полуавтоматическая наплавка, гальваническое. В нашем случае рационально применение газопламенное наплавление порошковых материалов, как  современный и качественный способ восстановления.

 


1.2. Выбор рационального способа восстановления

Выбор метода. Для устранения одних и тех же дефектов деталей используют десятки методов. По данным отраслевой лаборатории Ленинградского сельскохозяйственного института, рабочие поверхности деталей уплотнительных узлов тракторов и сельскохозяйственных машин восстанавливают 22 методами; детали шарниров—19; шлицевые соединения—15;детали фрикционных пар—16; детали неподвижных соединений— 37; поверхности деталей, работающих в условиях трения,—41; коленчатые валы — 8; опорные катки гусеничных тракторов—12; коленчатые оси —8; оси качания —8; цапфы—7 и т. д.

Отсутствие обоснованных, простых и унифицированных рекомендаций оценки способов не позволяет получить достоверные сравнительные данные и, следовательно, выбрать наиболее рациональные способы восстановления деталей. При оценке качества восстановленных деталей из технических показателей учитывается только ресурс, что, конечно, недостаточно.

Для выбора метода необходимо определить обобщенный показатель (критерий) качества восстановления деталей, отражающий технический уровень применяемой технологии, затраты на восстановление и, что самое главное, на эксплуатацию детали. При этом для восстановления целесообразны только те методы, которые позволяют получить требуемый коэффициент ресурса /Ср. Выбор методов восстановления деталей связан с изучением их дефектов, возникающих при эксплуатации, с требованиями к физико-механическим свойствам нанесенных покрытий и с условиями работы деталей. Только с учетом всех этих  показателей  можно  из  большого  многообразия  методов выбрать оптимальный способ.

Таким образом, при выборе методов восстановления необходимо рассматривать деталь в совокупности со всеми поверхностями, а также накопившимися усталостными повреждениями. При анализе деталей, подлежащих восстановлению, необходимо группировать их по условиям работы, сочетанию дефектов физико-механическим свойствам поверхностей и т. д.

Для восстановления монтажных размеров боковой поверхности необходимо применить напыление без оплавления порошками ПТ-НА-01 (подслой) + ПТ-19Н-01 (основной слой) при расходе порошка 0,03 ...0,20 кг


2. Расчет режимов обработки

2.1. Расчет режимов наплавки

Газопламенная наплавка и напыление на изношенную поверхность  представляет процесс нанесения особых порошков металла в струе пламени на  восстанавливаемую деталь. При этом происходит плавление порошка и схватывание с поверхностью детали. Получаемое покрытие превосходит в некоторых случаях по всем показателям основной металл детали в несколько раз. Например, увеличивается износостойкость и твердость, прочность. Различные характеристики покрытия получают применением различного химического состава порошка.

После нанесения покрытия, необходимо деталь механически обработать для получения необходимых размеров


Схема

Схема технологического процесса восстановления деталей методом газопламенного напыления и наплавки


Технологический процесс восстановления газопламенным напылением и наплавкой деталей, особенно имеющих фигурные, плоские, а также цилиндрические поверхности типа «вал», износ которых не превышает 1,5...2,0 мм, включает операции по подготовке поверхности детали, порошковых материалов и оборудования для напыления (наплавки), а также собственно процесса газопламенного напыления, напыление с последующим оплавлением или газопорошковую наплавку; механическую обработку напыленного (наплавленного) покрытия и, наконец, контроль качества восстановленной поверхности изношенной детали.

Ход работы

Газопламенное напыление без последующего оплавления ведут в два этапа: напыление подслоя (порошок ПТ-НА-01) и напыление основного слоя (порошок ПТ-19Н-01 или другие порошковые материалы).

При напылении порошков необходима определенная последовательность выполнения операций:

установить и закрепить деталь в патроне (если коленчатый вал, то в центросмесителях);

включить вращатель детали;

зажечь ацетилено - кислородную смесь аппарата;

подогреть поверхность детали до 50 ... 100 °С;

нанести за один проход слой порошка ПТ-НА-01 толщиной 0,08... 0,1 мм;

остудить деталь;

заменить на аппарате бачок с порошком ПТ-НА-01 на ПТ-19Н-01 или с другим порошком для нанесения основного слоя;

нанести слой необходимой толщины, контролируя температуру детали (200... 250°С) с помощью термометра типа ТП;

выключить подачу порошка, ацетилена и кислорода;

выключить вращатель и снять деталь.

Фигурные и плоские детали напыляют вручную или по копиру, детали типа «вал» — вручную или при автоматической подаче аппарата со скоростью 8 мм за один оборот детали.

Предварительно деталь подогревают горелкой при избытке ацетилена, с тем чтобы противодействовать окислению поверхности. Стальные детали подогревают до 50 ... 100°С, бронзовые латунные — до 300°С.

При напылении участков значительной длины после первого прохода следует остановить подачу порошка и начать процесс с охлажденного конца детали.

Основной слой наносят за несколько проходов; толщина покрытия должна быть не больше 2,0 мм на сторону номинального размера восстанавливаемой детали.

Подготовка напыляемой поверхности и порошковых материалов изложена выше (4.4 и 4.5).

Режим газопорошковой наплавки

Давление кислорода, МПа 0,3... 0,45

Давление ацетилена или пропана

(не менее), МПа     0,01

Расход, л/ч:

кислорода 350... 600

ацетилена 350... 600

пропана 200

Расход, кг/ч

порошка 2,5... 3,5

порошка (пропан) До 2,0

Грануляция порошка, мкм 40... 100

Расстояние между горелкой и поверхностью, мм

перед напылением 15... 25

при оплавлении 6... 10

После напыления необходимо произвести механическую обработку для получения необходимых размеров.

В процессе напыления контролируют толщину покрытия штангенциркулем или микрометром по длине детали в трех-четырех сечениях по диаметру. Температуру детали контролируют термоэлектрическим хромель-алюминиевым термометром типа ТХ8-1479 с пределом измерения 0 ... 400°С или с помощью термометра типа ТП с пределом измерения 20... 400°С. Контроль давления воздуха и газов ведется по приборам газового щита 01-0.2-006.000.

При контроле качества напыленного покрытия необходимо руководствоваться ремонтными чертежами на восстанавливаемое изделие и требованиями технологических инструкций по восстановлению деталей методами газопламенного напыления порошковыми материалами.

Механическая обработка проводится твердосплавным лезвийным или абразивным инструментом в зависимости от твердости нанесенного слоя. Если твердость покрытия до 40 HRC, рекомендуется обработка лезвийным твердосплавным инструментом (пластины из твердых сплавов типа ВК или резцами из боронитрида), свыше 40 ИКС — шлифование алмазными кругами из зеленого корунда (типа КЗ) или кругами из эльбора. При шлифовании детали охлаждают эмульсией.

Для обработки цилиндрических деталей типа «вал» применяют круглошлифовальные станки ЗВ161, ЗБ12, ЗА151 и другие. При обработке шлифованием обязательно применение охлаждающей жидкости, в качестве которой можно использовать 2...3%-й раствор кальцинированной соды. Шлифование проводится непосредственно после нанесения покрытий или после предварительной токарной обработки. Шлифование напыленных покрытий с твердостью до HRC 60 выполняется кругами из карбида кремния или белого электрокорунда, а покрытие более HRC 60  — алмазными кругами.

Рисунок 1

Качество наплавленной и обработанной поверхности определяют визуально, используя ремонтные чертежи. На поверхности не должно быть видимых трещин, раковин, отслоений, а также дефектов наплавки.

Таблица

Дефекты, возникающие в процессе наплавки, возможные их причины и способы устранения

Дефект

Возможная причина

4

Способ устранения

Перед   оплавлением   напыляемые   частицы   порошка под воздействием струи и пламени перемещаются  по   поверхности детали

Поверхность покрыта оксидами, перегрета, не обработана корундом

Деталь охладить, обезжирить изношенную поверхность, обработать в камере струйной обработки корундом

Наплавленный слой имеет вздутия матового или зеленого цвета

Нарушен      технологический процесс наплавки

Снять наплавленный слой и повторить наплавку, строго соблюдая технологические рекомендации

Покрытие  во  время на-

пыления растрескивается

Перегрев покрытия

Удалить покрытие вместе

с подслоем, вновь подготовить поверхность и напылить

Покрытие во время напыления отделяется от обрабатываемой детали

Не нанесен подслой

Покрытие удалить, нанести подслой, затем основной слой покрытия

Большая толщина покрытия,   в результате   чего произошел перегрев

Покрытие   удалить   вместе с подслоем   и вновь напылить

Неправильно  выбрана марка порошка по коэффициенту термического расширения

Покрытие удалить, подо-

брать нужную марку порошка и вновь напылить

Покрытие в процессе обработки резанием расслаивается

Большая   глубина   резания и маленькая скорость

перемещения резца, в результате  чего возникает перегрев покрытия

Покрытие     удалить     и

вновь напылить. При по-

следующей обработке изменить режимы  резания

Контролю подлежат: соответствие технологических характеристик выбранного порошка материалу детали и эксплуатационным требованиям; технологический процесс напыления и обработки напыленной детали.

Качество напыленной и обработанной поверхности определяют визуально (на поверхности не должно быть видимых трещин, раковин, сколов). Поверхность должна быть серого, матового цвета, без темных пятен перегрева.


Таблица

Технологические режимы механической

токарной обработки деталей типа «вал»

Диаметр обрабатываемой детали, мм

Скорость резания, м/мин

Подача, мм/об.

20

20 ... 40

40 ... 60

60 ... 100

100 ... 200

128

101

90

71

50

0,3 ... 0,4

0,4 ...0,5

0,5 ...0,7

0,6 ...0,9

0,8... 1,0

Оборудование для наплавки

Газопламенное напыление и наплавка на изношенную поверхность восстанавливаемой детали. Для этого метода применяют следующие оборудование, оснастку и материалы:

аппараты для напыления 021-4 ВНПО «Ремдеталь» (ОКС-5531-ГосНИТИ; УПТР-1-78);

горелку для наплавки ГН-2;

станки токарные и круглошлифовальные для предварительной и последующей обработки напыленного слоя ЗВ1161; ЗА151; ЗБ12; ЗА423;

установку для восстановления деталей типа «вал»;

универсальную установку для восстановления коленчатых валов (вращатель);

установка для струйной обработки деталей;

шип газовый для контроля давления воздуха и газов;

редукторы: ацетиленовый ДАП-2, кислородный ДКП-1-65, пропановый ДПП-1-65 (ГОСТ 6268—78); шланги: кислородные типа III ВН 0 12, пропановые типа 1 ВН 0 12, ацетиленовые типа 1 ВН 0 12 (ГОСТ 9356—80);

баллоны: кислородный ГОСТ 947—73, ацетиленовый ТУ 6-21-32—78;

ацетиленовый генератор низкого и среднего  давления (при отсутствии  ацетилена в баллонах) — только для газопорошковой наплавки;

  бормашину;

печь для сушки порошка (температура до 500 С);

термометр ТХ8-1479 или ТП;

стеллаж ОРГ-1468-06-92А;

набор  сит  с ячейками № 01, № 004, № 0071;

стол сварщика мод. С 10020 «Ремдеталь»;

подставку под баллоны;

технический ацетилен    (газообразный)    в   баллонах   ГОСТ 5457-75;

технический кислород   (газообразный)   в   баллонах   ГОСТ 5583—78;

ацетон ГОСТ 2768—79;

композиционные самофлюсующиеся порошки ТУ 48-4206-156-82;

порошок электрокорунда (500 ... 800 мкм) ГОСТ 3647—80;

фильтр - масловлагоотделитель 5.1278—72 ДВ 41-16;

синтетические моющие средства (для обезжиривания деталей) Лабомид-316 ТУ 6-15-01-90—75, Лабомид-102 ТУ 6.18.152—73;

порошки ПТ-НА-01, ПТ-19Н-01, ПГ-19М-01 и ПГ-19-01 для газопламенного напыления;

порошки ПГ-10Н-01, ПГ-ЮН-03, ПГ-ЮН-04 для газопламенной наплавки;

порошки ПГ-12Н-01, ПГ-12Н-02 и ПГ-12Н-03 для газопламенного напыления с последующим оплавлением;

порошок ПТ-НА-01 для использования в качестве подслоя.


Таблица

Нормы расхода порошковых материалов

при газопламенном напылении и   наплавке

Деталь

Дефект

Способ восстановления

Марка порошков

норма       расхода порошков, кг

Коленчатый вал двигателей:

ПТ-НА-01

(подслой) +

ПТ-19Н-01

(основной слой)

0,92...2,0

СМД-60, СМД-62,

СМД-64,

СМД-7, СМД-14

ЯМЗ-238НБ

Износ   шатунных   и   коренных шеек

Напыление без оплавления

0,16... 2,0

0,20 ...2,04

0,2... 1,3

Распределительный вал двигателей

СМД-60,   СМД-62,

СМД-64,   СМД-7,  СМД-14,

Д-65Е, Д-48Л, Д-48М

Износ поверхностей опорных шеек

Напыление  без оплавления

То же

0,03 ... 0,09

Износ поверхностей кулачков

Наплавка

ПГ-ЮН-01

0,60

Шатун двигателей

СМД-60, СМД-62,   СМД-64,   СМД-7, СМД-14, ЯМЗ-238НБ

Износ поверхности нижней головки шатуна

Напыление без оплавления

ПТ-НА-01

(подслой) +

ПГ-19М-01

(основной слой)

0,02 ...0,28

Впускной и выпускной клапаны    двигателей

СМД-7, СМД-14, СМД-60,  СМД-62, 

Износ рабочей поверхности тарелки клапана

Наплавка

ПГ-ЮН-02

0,02

Головка   блока   цилиндров

двигателей

СМД-60, СМД-62,  СМД-64,   СМД-7, СМД-14

Трещины    и    пробоины

стенок, внутренних перегородок     и     перемычек

между цилиндрами; трещины, выходящие на обработанные   поверхности

Наплавка

ПГ-ЮН-03

4,3

Гильзы цилиндров двигателей:

СМД-7, СМД-14,

СМД-60, СМД-62,

СМД-64, Д-65Н,  

Д-65М

Износ верхних и нижних

посадочных поясков

Напыление без опыления

ПТ-НА-01

(подслой) +

ПТ-19Н-01

(основной слой)

0,02 ...0,16

0,03 ...0,20

0,02 ...0,13

Вал    сцепления   трактора

Т-150К

Износ шеек под подшипник

То же

То же

0,04 ... 0,26

Толкатель двигателей

СМД-60, СМД-62,  СМД-64.

СМД-7, СМД-14

Износ наружной цилиндрической поверхности

Напыление без оплавления

ПТ-НА-01

(подслой) +

ПТ-19Н-01

(основной слой)

0,03 ...0,20

Вал   редуктора   двигателей СМД-60, СМД-62, СМД-64,

СМД-7, СМД-14

Износ шеек под шарикоподшипник

Напыление  без оплавления

ПТ-НА-01 (подслой) +

ПТ-19Н-01 (основной слой)

0,02 ...0,13

Износ   поверхности   под заклинивающие     ролики

Наплавка

ПГ-12Н-01

0,06

Износ   поверхности   под втулку шестерен

Наплавка

ПГ-12Н-01

0,06

Производственная структура участка (рис. 47) восстановления изношенных деталей должна предусматривать наиболее рациональное сочетание основных и вспомогательных подразделений основного производства ремонтного предприятия, например, такие: склад ремонтного фонда; отделение очистки и дефектации; механический цех (станочный участок); инструментальное отделение; склад материально-технического обеспечения.

В результате расчета и в соответствии с нормативно-технической документацией определяют основные технические требования к проектированию участка газопламенного напыления
и наплавки.

Основные технические данные участка газопламенного напыления и наплавки

Годовой фонд времени работы оборудования, ч 4000

Годовой расход электроэнергии, кВт 7500

Расход электроэнергии на освещение, кВт 4200

Годовой расход сжатого воздуха, м3 115000

Подача (отсос) вентиляции (централизованной 3000
или индивидуальной), м
3

Температура воздуха на участке, °С 16... 28

Уровень шума, дБ 60

Режим работы участка, смена 2

Срок службы оборудования, лет 3... 6

Квалификация оператора (газосварщик), разряд 2...6

Площадь участка, м2 50... 60

Расход кислорода, л-ч 1500... 1800

Расход ацетилена (баллонного) при давлении 1200... 1600
6... 10 МПа, л-ч

Исходные данные для проектирования участков отдельно для восстановления изношенных деталей газопорошковой наплавкой

Расход сжатого воздуха при давлении

0,6... 0,8 м'/ч       400

Расход ацетилена (баллонного) при давлении 0,350... 0,500
0,1 м'/ч

Расход кислорода при давлении 0,4 м3/ч 0,400... 0,600
Подача (отсос) вентиляции, м
3/ч 3000

Температура воздуха на участке в пределах, °С 16... 28

Уровень шума, дБ, не более 50... 60

Размеры типовых участков, м2 20... 25

Режим работы участка, смена 2

Квалификация оператора (газосварщик), разряд 2...3

Срок службы оборудования, лет 3... 5

Сушку деталей после промывки в сушильном шкафу  при температуре 80... 150° С или обдувку    сжатым    воздухом    (ГОСТ 9.010—73). Механическую обработку в зависимости от вида детали и места напыления. Детали типа «вал», поверхность которых не подвергалась закалке и химико-термической обработке, протачивают  на токарном станке на глубину  не менее 0,1 мм на сторону (рис. 40 и 41).

Посадочные поверхности под подшипники обрабатывают резанием. Коренные и шатунные шейки коленчатого вала шлифуют на круглошлифовальном станке типа ЗА-423 при режимах: частота вращения круга 300... 350 мин*1, скорость перемещения детали 5...6 м/мин, глубина резания — до 0,025 мм на сторону с применением охлаждающей жидкости.

Перед нарезанием «рваной» резьбы или струйной обработкой поверхности, подлежащие напылению, и особенно масляные каналы, отверстия и пазы дополнительно промывают ацетоном с помощью капроновых или щетинных «ершей». Норма расхода ацетона 4...6 г на 1 дм2 подготавливаемой поверхности.

Для обработки отверстий масляных каналов используют угловые шлифовальные круги и бормашины типа ИП-1011. Шлифуют под углом 45°'на глубину 1,5 ... 2,0 мм (рис. 42). Масляные каналы и отверстия закрывают графитовыми пробками на глубину 3... 5 мм так, чтобы они выступали над поверхностью на 1,5 ... 2,0 мм.

Специальную механическую обработку выполняют в случае нанесения покрытий толщиной более 1,0 мм или при эксплуатации деталей в условиях повышенных нагрузок, особенно срезающих. Основные виды специальной механической обработки: нарезка «рваной» резьбы, фрезерование канавок, насечка поверхности, накатка резьбы роликом.

«Рваную» резьбу нарезают на токарном станке резьбовым резцом с углом при вершине 55... 60° и радиусом закругления 0,3... 0,5 мм. Угол резания 80°, минимальная глубина — 0,1...0,2 мм (рис. 43). Для получения резьбы с требуемой шероховатостью резец устанавливают так, чтобы его вылет был не менее 70 ... 100 мм, а режущая кромка в зависимости от диаметра обрабатываемой детали смещалась ниже детали на 1,5 ... 5,0 мм.

Диаметр детали, мм.

До 10

15... 20

25...50

50... 100

Вертикальное   смещение

резца, мм

1,5

2,5

3... 4

4... 5

Шаг «рваной» резьбы, мм

-

0,5

0,8…1,0

1,5

«Рваную» резьбу нарезают в направлении вращения детали на малой частоте вращения (130 ... 140 мин-1) без охлаждающей жидкости. При подготовке поверхности резьба может быть грубой треугольной с закругленными вершинами, грубой пилообразной с наклоном в противоположные стороны и «рваной» полукруглой.

Нанесение насечки на поверхности деталей применяют для более высокой прочности сцепления напыляемых покрытий толщиной более 1,0 мм. Насечку на поверхности литых деталей наносят в несколько рядов вращающейся фрезой при ее наклонном положении. Насечку поверхности стальных или чугунных деталей выполняют вручную или с помощью пневматического зубила.

Канавки клиновидной формы прорезают дисковой фрезой или соответствующим строгальным резцом. Резьбу накатывают накатным роликом, закрепленным в резцедержателе токарногостанка.

Для получения требуемой шероховатости напыляемую поверхность подвергают абразивно-струйной обработке. Шероховатость поверхности после обработки должна быть 10... 60 мкм в зависимости от материала детали. Все отверстия и каналы перед абразивно-струйной обработкой закрывают стальными или графитовыми пробками, а также различными заглушками.

Абразивно-струйная обработка ведется в специальных камерах типа 026-07.00.000 (ВНПО «Ремдеталь») или 02-7112 (ВНИИАвтогенмаш).

Рекомендуемые режимы обработки: давление сжатого воздуха 0,3 ... 0,6 МПа, дистанция обдува 50 ... 100 мм, угол атаки струи 75... 90°.

Сжатый воздух для обработки струей должен быть очищен от масла и влаги по ГОСТ 9.010—73. Участки детали, прилегающие к поверхности, обрабатываемой струей абразива, при необходимости должны быть защищены металлическими экранами.

В качестве абразивных материалов используют электрокорунд (ОСТ 2МТ 793—80 и ОСТ 2МТ 715—78).


ВИДЫ ШЛИФОВАНИЯ И ЭЛЕМЕНТЫ ПРОЦЕССА

РЕЗАНИЯ ПРИ ШЛИФОВАНИИ

Виды шлифования. Различают наружное круглое, внутреннее круглое, бесцентровое, плоское, фасонное и другие виды шлифования (резьбошлифование, зубошлифование, шлицешлифование и др.). Наиболее распространенные виды шлифования — наружное круглое, внутреннее круглое и плоское. К особой разновидности относится скоростное шлифование, т. е. шлифование особыми кругами при высоких скоростях шлифовального круга.

Наружное шлифование с продольной подачей (рис. 2.1, а) осуществляют при вращении в одну сторону шлифовального круга и обрабатываемой детали. Кроме того, обрабатываемая деталь (иногда круг) имеет продольное перемещение параллельно оси вращения круга (детали). В конце каждого одинарного или двойного прохода шлифовальный круг получает поперечное перемещение на глубину резания. По этой схеме обрабатывают относительно длинные детали.

Шлифование с поперечной подачей -врезное шлифование (рис. 2.1. б) применяют для деталей, у которых длина обрабатываемой поверхности меньше или равна ширине круга.

При круглом внутреннем шлифовании (рис. 2.1, в) круг и обрабатываемая деталь имеют вращательное движение. Кроме того, круг имеет возвратно-поступательное движение подачи и поперечную подачу (на глубину резания) в конце каждого двойного хода. Условия резания при круглом внутреннем шлифовании менее благоприятны, чем при наружном (меньшая жесткость шпинделя, большая длина соприкосновения круга и детали). Поэтому параметры режима резания берут примерно в 1,5...2 раза меньшими, чем при наружном шлифовании.

Рис.2 Схемы шлифования.

Круглое бесцентровое наружное шлифование (рис. 2.1, г) применяют для шлифования гладких валов. Обрабатываемую деталь 2 располагают на упоре 4 между шлифовальным / и ведущим 3 кругами. Шлифовальный круг вращается с окружной скоростью, равной примерно 30...40 м/с, ведущий круг — со скоростью 10...80 м/мин. Ведущий круг располагается под углом а = 1,5...5° к шлифующему кругу, благодаря чему обрабатываемая деталь получает от ведущего круга вращательное и поступательное движение (вращательную Vд и продольную Sпр подачи). Скорость продольной подачи возрастает с увеличением угла а.

Плоское шлифование осуществляется торцом (рис. 2.1, д) и периферией круга (рис. 2.1, е). Обрабатываемой детали сообщается поступательно-возвратное движение, а шлифовальному кругу — вращательное движение и, кроме того, после каждого двойного хода — перемещение в поперечном направлении.

При скоростном шлифовании скорость круга достигает 50...70 м/с, т. е. примерно в 2 раза больше, чем скорость при обычном шлифовании. Скоростное шлифование можно применять только с использованием высокопористых кругов на керамической связке с повышенной прочностью. Такие круги имеют меньшую объемную массу, что уменьшает центробежную силу и обеспечивает достаточную прочность круга при высоких скоростях. Кроме того, при наличии пористой (открытой) структуры создаются вихревые воздушные потоки, интенсивно охлаждающие обрабатываемую деталь.

Износ шлифовального круга зависит от обрабатываемого материала, характеристики круга (материала абразивных зерен, зернистости, твердости, структуры) и режима резания. При работе происходят износ круга, затупление зерен, а также заполнение пространства между зернами металлической пылью (стружкой). Поэтому даже при правильном выборе абразивного инструмента и наличии явления самозатачивания приходится периодически править круг для придания ему правильной формы. Износ шлифовального круга по его ширине происходит неравномерно: наиболее интенсивно изнашивается та часть круга, которая встречается с обрабатываемой деталью, — эта часть округляется и выполняет роль заборной части. Затупление круга характеризуется увеличением шероховатости обработанной поверхности, снижением точности обработки, появлением прижогов, уменьшением производительности и появлением дополнительного шума.

Правкой круга называется процесс удаления с поверхности круга слоя затупившихся абразивных зерен для восстановления режущей способности, придания кругу правильной геометрической формы и балансировки. Средняя стойкость шлифовальных кругов при круглом наружном шлифовании Т= 30...40 мин. Правят круги с помощью алмазов, заделанных в оправке, алмазных карандашей (мелкие алмазы, сцементированные сплавом вольфрама, меди и алюминия в виде цилиндриков) и металлических шарошек, которые крепят в ручных державках, не показанных на рисунке 10.2.

Элементы процесса шлифования. Припуски (на диаметр) на шлифование валов в зависимости от диаметра, длины детали, наличия или отсутствия термической обработки находятся в пределах 0,2... 1,2 мм. Элементами режима резания при круглом наружном шлифовании (см. рис. 10.1, а) служат: глубина резания (поперечная подача), продольная подача, окружные скорости круга и детали.

Глубина резания Iтолщина снимаемого слоя металла за один проход шлифовального круга. Глубина резания совпадает с поперечной подачей круга, которая осуществляется в крайнем положении круга относительно обрабатываемой поверхности детали, когда круг по ширине частично выходит за пределы детали. При черновом шлифовании глубину резания (поперечную подачу) берут в пределах 0,01...0,08 мм и при чистовом — 0,005...0,015 мм. Продольная подача s — это продольное перемещение обрабатываемой детали (или круга) в миллиметрах за один оборот детали (мм/об). Подачу берут в долях от ширины В шлифовального круга. Так, при черновом шлифовании s= (0,3...0,7)Д мм/об, и при чистовом — s = (0,2...0,4)В, мм/об. Скорость резания, м/с, — окружная скорость шлифовального круга

Окружную скорость кругов берут в пределах 30...35 м/с. Для специальных высокоскоростных кругов окружная скорость может доходить до 70 м/с.

Обычно при шлифовании окружные скорости вращения обрабатываемой детали из стали и чугуна находятся в пределах 20...60 м/мин.

Объем металла, мм , срезаемого за один оборот обрабатываемой детали,

Q = гДs,

где Дд — диаметр обрабатываемой детали, мм; г—глубина резания, мм; s — продольная подача, мм.

Силы резания и мощность при шлифовании. Сила резания Р, действующая на обрабатываемую деталь, может быть разложена на три составляющие: касательную Рг, радиальную Ру и осевую Рх. При шлифовании сила Ру=- (l,5...3)Pz.

Мощность резания рассчитывают по эмпирическим формулам. Для наружного и внутреннего круглого шлифования конструкционных сталей и чугунов мощность резания, кВт,

Режим резания. Сначала определяют характеристику шлифовального круга (форму, размеры, материал абразива, зернистость, индекс зернистости, твердость, структуру, связку и класс круга), глубину резания, число проходов и продольную подачу в долях ширины круга. Затем определяют скорость и частоту вращения детали, которые корректируют по паспорту станка. По принятой фактической частоте находят фактическую окружную скорость детали. После этого выбирают окружную скорость вращения.


2.3 Определение режимов резанья при точении (предварительная подготовка при напылении).

1) Глубина резания

где: Д – диаметр детали до обработки, мм   25

       d – диаметр детали после обработки, мм  24,2

     

2) Подача S при обработке стали,  S = 0.15…0,6 - для чистовой обработки.

3) Скорость резания.

где: Д – диаметр обрабатываемой детали, мм

      n – частота вращения детали,  n=900 мин -1

       

4) Определение объёма  Q срезаемого  материала.

    

5) Основное время.

где:  L – длина обрабатываемой поверхности, мм

        I – число проходов.


2.4 Определение режимов шлифования для поверхности при окончательной обработке (после напыления).

Выполняется на круглошлифовальном станке 3У131

1) Скорость резания

          

где: Dк – диаметр круга, мм

      nк – частота вращения круга, мин -1

    

2) Глубина резания при шлифовании

  •  Черновое – 0,01…0,08 мм
  •  Чистовое –  0,005…0,015 мм

3) Подача.

  •  Черновое – ( 0,3…0,7 )В   мм/об
  •  Чистовое – ( 0,2…0,4 )В    мм/об

где  В – ширина круга      ( В = 24мм)

4) Скорость вращения детали при шлифовании.

   

5) Объем металла мм2, срезаемый за 1 оборот обрабатываемой детали.

   

2.5 Определение режимов шлифования для поверхности при обработке торцевой поверхности.

Шлифовку будем выполнять на 3Е-12

1) Скорость резания

          

где: Dк – диаметр круга, мм

      nк – частота вращения круга, мин -1

    

2) Глубина резания при шлифовании

  •  Черновое – 0,01…0,08 мм
  •  Чистовое –  0,005…0,015 мм

3) Подача.

  •  Черновое – ( 0,3…0,7 )В   мм/об
  •  Чистовое – ( 0,2…0,4 )В    мм/об

где  В – ширина круга      ( В = 24мм)

4) Объем металла мм2, срезаемый за 1 оборот обрабатываемой детали.

   


3. Экономическое обоснование.

Стоимость восстановления деталей сопряжения в зависимости от способа ремонта определяется следующим образом.

Стоимость восстановления детали Св;

;

где:  Сп – полная себестоимость восстановления детали, руб.

        Н = 1,05×Сп – прибыль ремонтного предприятия, руб.

Полная себестоимость восстановления детали:

где: Спр.н – заработная плата производственных рабочих с начислениями, руб.

Ср.м – стоимость ремонтных материалов, руб.

Соп.ох.в.п., - соответственно общепроизводственные, общехозяйственные и внепроизводственные накладные расходы, руб. Заработная плата складывается из основной Спр., дополнительной Сдоп. И начислений по социальному страхованию – Ссоц.

Основная заработная плата, руб.

где: Тшт – штучно калькуляционное время, ч

Сч – ставка рабочих начисленная по среднему разряду,  руб/ч.

Кд – коэффициент, учитываюший доплаты к основной заработной плате, равный 1,025…1,030.

Значение Тшт  находим:

где: Тп.з – подготовительно – заключительное время, определяется суммирова-

нием Тп.з. по всем операциям, ч

Тшт – штучное время, т.е полное время для выполнения всех работ (операций) технологического процесса, ч

n – число деталей в партии.

Дополнительная заработная плата производственных рабочих, руб.

Начисления по социальному страхованию, руб.

Зная проценты общепроизводственных Rоп, общехозяйственных Rох, внепроизводственных Rвн, накладных расходов устанавливают их стоимость.

;      ;        

Стоимость ремонтных материалов не была определена из-за отсутствия цен на расходные материалы при напылении.


Заключение.

В данном курсовом проекте мною был предложен способ восстановления изношенной поверхности толкателя клапанов тракторного двигателя путем напыления порошка в пламени горелки, также рассчитаны основные операции по подготовке поверхности под напыление (точение) и финишной обработке (шлифования) боковой поверхности, рассчитано время и скорость резания при обработке торца толкателя (шлифовка). Даны основы экономического расчета восстановления.


Литература.

  1.  Бабусенко С. М., Степанов В. А. Современные способы ремонта машин., М.; Колос, 1977 г.
  2.  Балабанов А. Н. Краткий справочник технолога машиностроителя. М.; Издательство стандартов, 1992 г.
  3.  Фешенко В. Н. и др. Токарная обработка, М.; 1997 г.
  4.  Черноиванов В. И., Андреев В. П. Восстановление деталей с/х машин. М.; Колос, 1983 г.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

22067. Ренессанс 43 KB
  преобладали мотивы и формы Позднего Средневековья и в ряду европейских литератур эпохи Возрождения она была едва ли не самой старомодной то в XVII в. В эпоху Возрождения начало меняться общественное положение литератора произошло ускорение информационных процессов. Поэт Возрождения уже не ремесленник но творец. Именно этим смыслом и наполнена поэтическая тема уединения столь характерная для всех поэтов Возрождения.
22068. Гуманизм и Реформация 55 KB
  Ненависть народа направлена была также и против католической церкви которая пользуясь государственной слабостью Германии старалась выкачать из нее как можно больше денег. Города и прежде всего вольные города становились важнейшими очагами духовной жизни Германии вступившей в эпоху возрождения. По той резкости с какой наиболее воинствующие гуманисты Германии нападали на алчность развращенность и обскурантизм католического клира не щадя при этом официального богословия они несомненно превосходили своих итальянских учителей. Для...
22069. Методика і техніка організації експерименту 70.5 KB
  Методика і техніка організації експерименту План 1.Етапи проведення експерименту. Види експерименту і методика їх проведення.Типові помилки в проведенні експерименту.
22070. Обробка, аналіз та інтерпретація отриманої інформації 313.5 KB
  Потім близькі за смислом відповіді об’єднуються і кожній групі приписується певний код. Таким чином при класифікації відкритих відповідей необхідно дотримуватися наступних правил: виділяти групи відповідей у відповідності до мети дослідження; всі відповіді в одній групі повинні мати загальну логічну і смислову основу; різні групи повинні розрізнятися чітко по смислу. Наприклад: середній бал у групі де ознаки мають такі варіації 54. Наприклад аналіз відвідування занять студентами 2х груп в першій групі – 20 студентів в другій – 30...
22071. ОФОРМЛЕННЯ РЕЗУЛЬТАТІВ ТЕОРЕТИКО-ЕКСПЕРТНОГО ДОСЛІДЖЕННЯ 21.5 KB
  Загальні вимоги до оформлення науководослідної роботи. Правила оформлення науководослідної роботи. Літературне оформлення науководослідної роботи. Організація і методика науководослідницької діяльності.
22072. ДИПЛОМНА, МАГІСТЕРСЬКА РОБОТИ ЯК КВАЛІФІКАЦІЙНЕ ДОСЛІДЖЕННЯ 1.3 MB
  ТЕМА: ДИПЛОМНА МАГІСТЕРСЬКА РОБОТИ ЯК КВАЛІФІКАЦІЙНЕ ДОСЛІДЖЕННЯ План 1. Загальна характеристика дипломноїмагістерської роботи. Алгоритм написання магістерської роботи. Заключний етап роботи.
22073. НАУКОВО-ПЕДАГОГІЧНЕ ДОСЛІДЖЕННЯ 100 KB
  ТЕМА: НАУКОВОПЕДАГОГІЧНЕ ДОСЛІДЖЕННЯ План 1. Науково педагогічне дослідження: сутність мета і завдання.Види та етапи науковопедагогічного дослідження. Педагогічні дослідження: методологічні поради молодим науковцям.
22074. ТЕОРЕТИЧНИЙ ПОШУК В ПЕДАГОГІЧНОМУ ЕКСПЕРИМЕНТІ 63 KB
  Розробка задуму наукового дослідження визначення проблеми обгрунтування її актуальності; вивчення об’єкту дослідження та визначення його предмету; постановка мети та формування задач дослідження.Теоретичний пошук має велике значення у визначенні сутності експериментального дослідження. Починається теоретичний пошук з розробки задуму наукового дослідження. Задум наукового дослідження – це уявлення про те нове що буде привнесено в теорію і практику в результаті дослідження закономірності перебігу і розвитку процесу практичні...
22075. ЗАГАЛЬНА МЕТОДОЛОГІЯ НАУКОВОГО ДОСЛІДЖЕННЯ 239.5 KB
  ТЕМА: ЗАГАЛЬНА МЕТОДОЛОГІЯ НАУКОВОГО ДОСЛІДЖЕННЯ План 1. методика і техніка дослідження. Методологічні основи педагогічного дослідження. Педагогічні дослідження: методологічні поради молодим науковцям.