Разработать технологический процесс восстановительного ремонта детали

Процесс регулируют изменением напряжения источника тока и индуктивности  путем включения в сварочную  цепь различного количества, витков катушки. При изменении напряжения в основном изменяется количество расплавленного металла, т.е. изменяется производительность наплавки, а при изменении индуктивности изменяется стабильность процесса, поэтому для каждого вида наплавки в зависимости от толщины слоя (или скорости наплавки) подбирают соответствующую индуктивность. Вибродуговой наплавкой рекомендуется ремонтировать детали, не работающие в условиях повторно-переменных нагрузок. В качестве источников тока в наплавочных установках используют зарядные преобразователи типов АНД-500/250, АНД-1000/500, АНД-1500/750 или селеновые выпрямители типа ВСГ-ЗА по два при однофазном включении и по три при трехфазном включении на одну наплавочную установку.

В установках для автоматической вибродуговой наплавки могут быть использованы различные конструкции наплавочных  головок: НИИАТ УАНЖ-5 и УАНЖ-6, ОКС-1252М, ОКС-6569 и др. Для наплавки чаще всего применяют головки ОКС-1252М и ОКС-6569.

Производительность автоматической вибродуговой наплавки в 3-5 раз выше производительности ручной наплавки.

После нанесения покрытия, поверхность протачивают на токарном станке, просверливают отверстие под шплинт и нарезают резьбу номинально размера.

 

1.6 Выбор установочных баз

 

При восстановлении вышеперечисленных  дефектов вала ведущей конической шестерни, при механической обработке и  наплавке в качестве установочной базы примем центровые отверстия вала. При восстановлении шеек вала хромированием в качестве установочной базы примем отверстие под шплинт на резьбовой части вала с креплением его на подвеске крючками.

1.7 Разработка схем технологического процесса восстановления дефектов

 

Таблица 1 Схема технологического процесса восстановления вала ведущей конической шестерни, редуктора переднего моста автомобиля ЗИЛ-131

№ п/п	Дефект	Способ устранения	№ Операции	Наименование и содержание операции	Установочная база
1	Износ резьбы под гайки крепления фланца	Вибродуговая наплавка	1	Токарная Точить резьбовую часть  вала до номинального размера	Центровые отверстия  вала
			2	Наплавочная Наплавить слой металла  на резьбовую поверхность вала	Центровые отверстия  вала
			3	Сверлильная Просверлить отверстие  под шплинт	Центровые отверстия  вала
			4	Токарная Точить резьбовую часть  вала до номинального размера Нарезать резьбу номинального размера	Центровые отверстия  вала
			5	Контрольная Контролировать резьбу резьбовым кольцом
2	Износ поверхности шеек вала под подшипник и шестерню	Хромирование	1	Шлифование Шлифовать шейки вала под подшипник и шестерню	Центровые отверстия  вала
			2	Хромирование Хромировать шейки вала под подшипник и шестерню	Отверстие в резьбовой  части вала под шплинт
			3	Шлифование Шлифовать шейки вала под подшипник и шестерню до номинального диаметра	Центровые отверстия  вала
			4	Контрольная Контролировать шейки  микрометром	Центровые отверстия  вала

 

 

 

1.8 Составление плана технологических операций

 

Таблица 2. План технологических операций по восстановлению вала ведущей конической шестерни редуктора переднего моста автомобиля ЗИЛ-131

№п/п	Наименование и содержание операции	Оборудование	Приспособление	Инструмент
				рабочий	измерительный
1	Токарная Точить резьбовую часть вала до номинального размера	Токарно-винторезный  станок 1К625	Центры станка	Резец Т14К8	Микрометр ГОСТ 6507-68.
2	Наплавочная Наплавить слой металла  на резьбовую часть вала	Установка для вибродуговой наплавки; Сварочный преобразователь  ПС-300.	Центры станка	Проволока электродная  Нп-30, Ø1мм.; Наплавочная головка  УАНЖ-6	Микрометр ГОСТ 6507-68.
3	Сверлильная Рассверлить отверстие  под шплинт	Токарно-винторезный  станок 1К625	Центры станка	Сверло ВК8, Ø5мм.	-
4	Токарная Точить резьбовую часть вала и нарезать резьбу номинального размера	Токарно-винторезный  станок 1К625	Центры станка	Резец Т14К8 Резец Т15К6	Микрометр ГОСТ 6507-68; Кольцо резьбовое, ГОСТ 1774-71
5	Шлифовальная шлифовать шейки вала под подшипник и шестерню	Круглошлифовальный станок 3151	Центры станка	Круг шлифовальный ПП500х20х305 АСП 25 К6 - 50.	Микрометр ГОСТ 6507-68.
6	Хромирование Нанести слой хрома на шейки вала под подшипник и  шестерню	Ванны для обезжиривания, декапирования, хромирования и промывки; выпрямитель тока U=12 В ВСЖ-303	Катодные и анодные  штанги, подвеска с креплением вала на крючки	-	Микрометр ГОСТ 6507-68.
7	Шлифовальная шлифовать шейки вала под подшипник и шестерню до номинального диаметра	Круглошлифовальный станок 3151	Центры станка	Круг шлифовальный ПП500х20х305 АСП 25 К6 - 50.	Микрометр ГОСТ 6507-68.

 

1.9 Разработка операций

1.9.1 Разработка операции хромирование

1.9.1.1 Исходные данные:

деталь - вал ведущей  конической шестерни редуктора переднего  моста автомобиля ЗИЛ-131

Вал изготовлен из стали 25ХГМ, НRC 65, = 100 кгс/мм , = 800 кгс/мм , масса детали 2,3 кг.

оборудование - Ванны  для обезжиривания, декапирования, хромирования и промывки; выпрямитель тока U=12 В ВСЖ-303;

установка на подвеску, с  креплением на крючки;

инструмент измерительный - микрометр ГОСТ-6507-68;

1.9.1.2 Содержание операции

 

№ перехода	Содержание перехода
1.	Установить вал на подвеску для хромирования
2.	Хромировать шейки вала
3.	Измерить шейки вала микрометром
4.	Промыть вал
5.	Снять вал с подвески

 

1.9.1.3 Определение припусков

Диаметр шейки под  подшипник до хромирования равен - 24,68 мм;

Диаметр шейки вала после  хромирования: 24,68+0,3х2=25,28мм.

Припуск на предварительное шлифование - 0,128 мм.;

Припуск на шлифование после  хромирования: (25,28 - 25,033) /2=0,123 мм.

припуск на шлифование после  хромирования:

 

2z_ш2=0,07+0,9хδ=0,07+0,9х0,015=0,099 мм.

 

Рассчитаем необходимую  высоту хромового покрытия:

 

 

Примем высоту покрытия 0,3 мм.

1.9.1.4 Техническое нормирование хромирования

Определим трудоёмкость восстановления изношенных поверхностей вала ведущей конической шестерни редуктора  переднего моста автомобиля ЗИЛ-131 на 0,3 мм. на сторону.

Определим по рабочему чертежу следующие данные:

масса детали-2,3 кг;

площадь покрываемых  поверхностей:

шейки вала - 0,037+0,11=0,15 дм;

площадь изолируемых  поверхностей: 0,73 дм.

Определим основное время  хромирования:

 

(1.4)

 

Где: γ - плотность осаждённого  металла, г/см^{3 (}6,9); D_{к -} катодная плотность тока, (50А/дм.3); с - электрохимический эквивалент, т.е. количество металла, выделяющегося в процессе электролиза, (0,324г/А-ч); η_{шк -} выход металла по току, (13%), [1, с.72 табл.9.2.].

 

 

Размер ванны 2000х850х760; V_В=1300 л. Одновременная загрузка деталей в ванну:

 

(1.5)

 

Где: а - удельная загрузка деталей, дм², приходящаяся на 1л. объема электролита.

 

 

Фактически, согласно таблице 9.21. [1] в ванну можно завесить 20 шт.

Для расчёта перекрываемого и неперекрываемого времени составим таблицу 5

 

 

Таблица 5. Расчёт перекрываемого и неперекрываемого времени

Операции	Время на переход, мин.	Основание	Время на ванну, мин.
			Перекрываемое	Неперекрываемое
Протирка деталей ветошью, смоченной в керосине. Общая площадь обр. ветошью 5дм2	Нагрузить и разгрузить тележку с деталями 0,15х20=3 Подвезти детали на расстоянии 10м. (0,2+0,25) х20=9 Протереть детали ветошью, смоченной в керосине 0,043х20=0,86	Табл.9.5. Табл.9.4., 10 (б; в) Табл.9.11., 1, б.	12,86	-
Зачистка покрываемых  поверхностей наждачной шкуркой  и обдувка воздухом	Зачистить покрываемые  поверхности наждачной шкуркой 0,05х20=1 Обдуть всю деталь воздухом 0,056х20=1,12	Табл.9.12., 1, б. Табл.9.13., 11, б.	2,12
Изоляция мест, не требующих  покрытия	Изолировать места, не требующие  покрытия плёнкой пластификата: (0,73 дм2) 1,21·20 = 24,2	Табл.9.15.,2, б.	24,2
Монтаж деталей на подвеску	Смонтировать детали на подвеску с креплением на крючки 0, 19·20=3,8	Табл.9.14.,4, г.	3,8
Обезжиривание детали венской  известью	Подвезти детали на расстояние 2м. (0,04+0,05) х20=1,8 Обезжирить детали венской  известью 0,14*20=2,8	Табл.9.4., 2 Табл.9.16, 1, б.	1,8 2,8
Промывка в холодной проточной воде	Промыть детали в холодной проточной воде 0,22х20=4,4	Табл.9.8., 1, в.	4,4
Электролитическое травление  на аноде в основной ванне	Загрузить и выгрузить  детали из ванны 0,17х20=3,4 Выдержать детали в ванне	Табл.9.7., 1, в. Табл.9.3		3,4 2
Промывка в холодной проточной воде	Промыть детали в холодной проточной воде 0,22х20=4,4	Табл.9.8., 1, в		4,4
Прогревание в ванне  хромированием перед покрытием	Прогреть в ванне  до 50-600С	Табл.9.3		3
Нанести слой хрома	Загрузить и выгрузить  детали из ванны 0,17х20=3,4 Выдержать деталь на аноде Нанести слой хрома	Табл.9.7., 1, в. Табл.9.3.		3,4 0,25 (589,74)
Промывка в холодной воде	Промыть детали в холодной проточной воде 0,22х20=4,4	Табл.9.8., 1, в.		4,4
Промывка в горячей  воде t=80-900С	Промыть детали в горячей  воде 0,22х20=4,4	Табл.9.8, 1, в		4,4
Сушка в сушильном  шкафу	Загрузить и выгрузить  детали из шкафа (0,25+0,15) х20=8 Выдержать детали в шкафу	Табл.9.10; 1,2; д. Табл.9.3	8 10
Демонтаж деталей с  подвески	Нагрузить и разгрузить тележку с деталями 0,15*20=3 Переместить детали на тележке от одного места к другому на расстояние 3м. (0,06+0,08) ×20=2,8 Демонтировать детали с  подвески; время учтено при монтаже  на подвеску	Табл.9.5., 1,Табл.9.4,3	3 2,8
Снятие изоляции	Снять изоляцию 24,2 ·0,8=19,36	Табл.9.15. Примечание 3	19,36
Транспортирование деталей  в кладовую	Нагрузить и разгрузить тележку с деталями 0,15*20=3 Переместить детали на тележке  от одного места к другому на расстояние 10м. (0,2+0,25) ×20=9	Табл.9.5., 1 Табл.9.4., 10	3 9
ИТОГО			107,14	25,25

 

Согласно составленной таблице перекрываемое время (Σt_оп+Σt_вп) будет равно 107,14 мин; неперекрываемое: 25,25 мин.

Рассчитаем штучно - калькуляционное  время по формуле:

К_{и -} коэффициент использования ванн (0,8) [1, с.77, табл.9.19.]; К_{1 -} коэффициент на подготовительно - заключительное время, время обслуживания одного рабочего места и на естественные надобности исполнителя (1,16) [1, с.77, табл.9.18.]

Тогда:

1.9.2 Разработка операции шлифование

1.9.2.1 Исходные данные:

деталь - вал ведущей  конической шестерни редуктора  переднего моста автомобиля ЗИЛ-131.

Вал изготовлен из стали 25ХГМ, НRC 65, = 100 кгс/мм , = 800 кгс/мм , масса детали 2,3 кг.

оборудование - круглошлифовальный станок Мод.3151;

установка в центры станка;

инструмент рабочий - круг шлифовальный ПП 500х20х305 АСП 25 К6-50, измерительный - микрометр ГОСТ 6507-68;

точность обработки  по шестому квалитету, чистота обработки  до шероховатости Rа = 0,63

1.9.2.2 Содержание операции

 

№ перехода	Содержание перехода
1.	Установить ведущий  вал-шестерню в центры круглошлифовального  станка
2.	Шлифовать шейку вала под подшипник до Ø 25,033 мм.
3.	Шлифовать шейку вала под шестерню до номинального диаметра
4.	Контролировать шейки  вала микрометром
5.	Снять вал со станка

 

1.9.2.3 Определение припусков

Припуск на шлифование после  хромирования - 0,123 мм.

Диаметр шейки под  подшипник до шлифования - 25,28 мм;

Диаметр шейки вала под  подшипник после шлифования - 25,033 мм.

1.9.2.4 Техническое нормирование шлифования

Определим технические  нормы на тонкое чистовое шлифование шейки под подшипник вала-шестерни после хромирования.

Назначим глубину шлифования t (поперечную подачу S_t) по табл.7.3 [1, с.71]; (1,2мм.)

Определим продольную подачу S_пр, мм. /об. по формуле:

 

S_пр = β·В, (1.7)

 

где β - доля ширины шлифовального  круга (0,25), [1, с.59 табл.7.8.]; В-ширина шлифовального круга (20мм.)

 

S_пр = 0,25 · 20 = 5 мм. /об.

 

Определим длину хода стола L_р, мм:

 

L_р = L+В/2 (1.8)

L_р = 15 + 20/2 = 25 мм.

 

Назначим скорость вращения шлифовального круга V_к по табл.7.3 (35м/с.) [1, с.57];

Назначим скорость вращения детали V_д по табл.7.3 (35м/мин) [1, с.57]

Определим частоту вращения шлифовального круга: