Разработка технологического процесса восстановления детали и оформление комплекта технологической документации с обоснованием приняты

МГУЛ

факультет заочного отделения

 
 
 
 
 
 
 

Дисциплина «Технология  и организация восстановления деталей  и сборочных единиц при сервисном  сопровождении»

 
 

Курсовой проект

 

Цель: Разработка технологического процесса восстановления детали и оформление комплекта технологической документации с обоснованием принятых решений

 
 

Выполнил

студент 2 курса

специальность 2301

Проверил: профессор, доктор технических наук

 
 
 
 

2008 г.

МОСКОВСКИЙ  ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ЛЕСА

Кафедра технологии машиностроения и ремонта

 
 
 
 
 
 

Дисциплина «Технология  и организация восстановления деталей  и сборочных единиц при сервисном  сопровождении»

 

ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

 

Студент_______________________________ группа _________

Дата выдачи________________ Дата защиты 16 – 17–я неделя

Задание получил _____________ Задание выдал_____________

 

Цель курсового проекта: Разработка технологического процесса восстановления детали и оформление комплекта технологической документации с обоснованием принятых решений

 

Исходные данные:

Вариант______________________________________________

Марка машины________________________________________

Наименование детали__________________________________

Чертеж детали ________________________________________

Наименование и номер  дефекта: износ поверхности 0,3 мм

Годовая программа восстановления 1000 деталей.

Дополнительные  требования ____________________________

Объем курсового проекта:

Графическая часть:

Ремонтный чертеж детали (формат А3, А4);

Комплект технологического процесса восстановления детали (формат А1);

Пояснительная записка (См. Содержание курсовой работы; объем 20 – 30 с. формата  А4) .

 

График выполнения курсовой работы

Неделя
	III	V	VII	IX	XII	XIII	XV
Этап выполнения	Чертеж детали	Выбор способов восстановления	Маршрут восстановления	Операционный технологический  процесс	Нормирование технологического процесса	Оформление комплекта  технологической документации	Расчет затрат. Пояснительная записка
Фактический срок выполнения

 

 

Содержание курсового  проекта

 

1. Анализ исходных данных

- технологический анализ  детали;

- анализ дефектов;

- анализ возможных способов  восстановления детали (изучение  нормативно-технической документации, альбомов и паспортов техпроцессов, справочников);

- отбор типовых технологических  процессов восстановления.

2. Выбор рационального  способа устранения дефектов  детали по различным критериям.

3. Разработка ремонтного  чертежа детали (с указанием карты  дефектов);

4. Расчет необходимой толщины  покрытия при восстановлении  детали (с учетом припусков на  механическую обработку);

5. Схема технологического  процесса восстановления детали (последовательность операций);

6. Содержание операций:

- выбор средств технологического  оснащения процесса (оборудование, приспособления, режущий и измерительный  инструменты);

- выбор материала (наплавочная  проволока, флюс, технологический  газ и др.);

- расчет режимов, в том  числе предварительной и финишной  механической обработки поверхностей.

7. Нормирование технологического  процесса и определение квалификации  работ;

8. Расчет затрат на восстановление  детали;

9. Разработка комплекта  технологической документации на  восстановление детали (ремонтный  чертеж детали и карта технологического  процесса).

 

АННОТОАЦИЯ

 

Данный курсовой проект содержит 27 страниц, 5 таблиц.

В курсовом проекте разработан проект технологического процесса восстановления деталей транспортных и технологических  машин, объект проектирования «Вал ведущий». Дано обоснование необходимости  восстановления детали. По рабочему чертежу  детали, составлена ее техническая  характеристика, дан анализ состояния  изношенности детали, возможные способы  устранения дефектов детали, рассчитаны параметры технологических режимов  операций восстановления детали, в  том числе нанесения покрытий и механической обработки.

Ключевые слова: вал ведущий, дефектовка, восстановление и т.д.

Целью выполнения курсовой работы является приобретение знаний и практических навыков по технологии и организации  восстановления деталей на сервисных  предприятиях в лесном комплексе.

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Важнейшими факторами, определяющими  эксплуатационную надежность и срок службы транспортных и технологических  машин и оборудования являются эксплуатационные свойства поверхностного слоя материала и его прочность. При эксплуатации нередко изнашиваются рабочие поверхности деталей, что требует их полной замены и, как следствие, повышения себестоимости ремонта. В ряде случаев изготовление деталей целиком вообще нерационально в связи с высокой стоимостью материалов и трудностью обработки. Поэтому для решения задач повышения физико-механических показателей рабочих поверхностей деталей и увеличения их срока службы в машиностроении и предприятиях сервиса применяют различные способы восстановления и поверхностного упрочнения

Восстановление деталей  стало одним из важнейших показателей  хозяйственной деятельности крупных  ремонтных и специализированных малых предприятий. В последние  годы разработаны и применяются  технологии, которые позволяют получить ресурс восстановленной детали на уровне серийной и даже выше. Поэтому для  решения задач повышения физико-механических показателей рабочих поверхностей деталей и увеличения срока их службы на предприятиях лесопромышленного  комплекса применяют различные  способы восстановления. Это является целесообразным и экономически выгодным. Себестоимость восстановления для  большинства восстанавливаемых  деталей не превышает 75% стоимости  новых, а расход материалов в 15 – 20 раз  ниже, чем на их изготовление. Высокая  экономическая эффективность предприятий  специализирующихся на восстановлении автомобильных деталей, обеспечивает им конкурентоспособность в условиях рыночного производства. Об этом свидетельствует  опыт восстановления деталей в различных  отраслях экономики, как в Российской Федерации, так и за рубежом. В  высокоразвитых странах – США, Англии, Японии, ФРГ – ремонт в основном осуществляется на предприятиях изготовителях. Восстанавливают дорогостоящие, металлоёмкие, массовые детали.

 

1. Выбор способа устранения  дефекта деталей

 

Даная деталь изготавливается  из стали марки 40ХС. Это конструкционная, легированная, хромистая сталь, содержащая 0,4% углерода и до 1,5% хрома. Легирующие компоненты увеличивают прокаливаемость стали, чем достигается равномерное распределение и улучшение её свойств по сечению. Имеет зеленоватый или желтоватый цвет. Температура закалки стали марки 40ХС равна 860°С, а температура отпуска - 500°С.

Механические свойства:

 

§   σ_т = 786 Мпа

§   σ_в = 980 Мпа

§   δ₅ = 10%

§   α_n = 6 Дж/м²

§    

Обычно сталь 40ХС применяют  для изготовления деталей, работающих на средних скоростях при средних  давлениях (зубчатые колёса, шпиндели, валы в подшипниках качения).

Исходные данные:

 

§   N_п = 1000 штук

§   Коэффициент сложности K_СЛ = 0,8

§   Коэффициент аналога K_А = 0,6

§   Коэффициент роста производительности труда K_{Р.ПР.ТР.} = 3%

 

Техническую характеристику детали составляем на основе изучения рабочего чертежа детали и технологического процесса её изготовления. Основные характеристики сводим в таблицу.

 

Таблица 1

Техническая характеристика детали

Наименование и обозначение  детали	Материал	Твёрдость	Масса, кг	Габаритные размеры
Вал ведущий 700.17.01.011-3Р	Сталь 40ХС	HRC 350	21.5	Ø 80 х 980

 

Анализ состояния изношенной детали

Анализ состояния изношенной детали начинаем с установления причин потери работоспособности при эксплуатации машины. Для этого изучаем конструкцию  сборочной единицы, в которую  входят детали, а также условия  её работы. Наиболее распространённые дефекты детали и коэффициенты их повторяемости сводим в таблицу.

 

Таблица 2

Наименование дефектов и  коэффициент повторяемости

№ дефекта	Наименование дефекта	Коэффициент повторяемости
		От общего кол-ва дет поступивш. на дефектовку	От общ. кол-ва ремонтно-пригодных деталей
1	Износ наружной поверхности  под кольца, распорную втулку и  подшипники до размера менее 59,95 мм	0,78	0,80
2	Износ поверхности под  подшипник и диск левый и правый до размера менее Ø69,99 и Ø 69,96 мм	0,82	0,85
3	Износ поверхности под  роликоподшипник до размера менее  Ø 80,00 мм	0,68	0,70
4	Износ шлицев по толщине до размера менее 11,30 мм	0,83	0,85
5	Износ шлицев по толщине до размера менее 9,30 мм	0,83	0,85
6	Повреждение резьбы М 72х2	0,13	0,14
7	Биение вала более 0, 15 мм	0,02	0,01

Этот вал нуждается  одновременно в ремонте шести  дефектов:

1)   ремонт наружной поверхности под кольца по толщине;

2)   ремонт поверхности под подшипник и диски

3)   ремонт поверхности под роликоподшипник

4)   ремонт шлицев по толщине;

5)   ремонт шлицев по толщине;

6)   восстановление резьбы.

 

1.1 Выбор рационального  способа устранения дефекта детали.

 

Выбор способа восстановления детали следует осуществлять поэтапно, применяя последовательно технологический, технический и технико-экономический  критерий.

Перечень основных способов восстановления изношенных поверхностей:

1. Износ шлицев по толщине

·   Газоплазменное напыление.

Способ основан на нанесении  покрытия на детали напылением газовой  струей порошка, нагретого пламенем газа до жидкого или вязко-текучего состояния. Порошок подается в зону плавления. Оборудование: УПТР-178М

·   Ручная наплавка покрытыми электродами.

Процесс дуговой наплавки основан на применении дуговой сварки плавящимся электродом. Оборудование: выпрямитель ВД-306 УЗ

·   Механизированная наплавка в среде защитного (углекислого) газа.

Отличается от ручной сварки применением защитной среды. Режим  работы: наплавку ведут на постоянном токе обратной полярности, толщина  наплавляемого слоя 0,8…1,0 мм, сила тока 85…110 А, напряжение 18…20 В, шаг наплавки 2.8…3.2 мм, расход углекислого газа 6…8 Н/мм. Оборудование: выпрямитель ВСЖ-303, сварочный трансформатор ТДФ-500, электрод марки Св-ХГ2С

·   Вибродуговая наплавка.

Суть наплавки заключается  в том, что электрод вибрирует  вдоль своей оси, вызывая короткие замыкания в сварочной цепи и  кратковременные периоды действия дуги. Режим работы: толщина наплавляемого  слоя 0,7 мм, диаметр электродной проволоки 1,6 мм, сварочный ток 120…150 А, шаг наплавки 1.6 мм. Оборудование: источник питания ТДМ-302 – ремдеталь выпрямитель ВД-201УЗ.

·   Наплавка порошковыми проволоками.

Эту наплавку выполняют на постоянном токе обратной полярности. Режим работы: диаметр проволоки 2.0 мм, сварочных ток 160…190 А, напряжение 18…20 В, проволока ПП-ФН4.

2. Износ поверхности под  кольца, распорную втулку и т.д..

·   Железнение.

Обладает хорошими технико-экономическими показателями, высокой производительностью  и относительной дешевизной, а  также высокой поверхностной  твердостью и износостойкостью. Для  железнения данной поверхности применяют электролит №2.

·   Контактная наварка металлической ленты.

Сущность способа заключается  в приварке и изношенной поверхности  детали стальной ленты мощными импульсами тока. Режимы работы: частота вращения шпинделя 5…7 мин^-1, подача каретки 3.0…3.6 мм/об, сила тока 5…5.5 кА. Оборудование: установка 011-1-02М «Ремдеталь».

·   Механизированная наплавка в среде защитного газа.

В качестве защитной среды  используется углекислый газ или  водяной пар. борудование: выпрямитель ВСЭ-303, сварочный трансформатор ТДФ-500. ежим работы: наплавку ведут на постоянном токе обратной полярности, толщина наплавляемого слоя 0.8…1.0 мм, сила тока 85…110 А, напряжение 18…20 В, шаг наплавки 2.8…3.2 мм.

·   Наварка проволоки.

Сущность способа состоит  в привязке к изношенной поверхности  металлической проволоки, при пропускании  через нее мощного импульса тока. ежим работы: ток 1.2…2.5 кА, шаг 1…2.5 мм, усилие прижатия 0.6…1.0 кН. Оборудование: УЭМО-2.

·   Плазменная сварка и наплавка.

Наиболее распространенным и простым способом наплавки является наплавка по заранее насыпанному  на наплавляемую поверхность порошку. Условия работы: наплавочный материал ПГ-УС25, толщина наплавляемого слоя 1.5 мм, напряжение 58 В, ток 140 А, скорость наплавки 0.17 м/мм. оборудование: установка для плазменной наплавки УПН-303.

Технологический критерий. Он оценивает каждый способ и определяет принципиальную возможность применимости того или иного способа восстановления.