Разработка технологического процесса восстановления детали

Министерство образования  российской федерации

Тихоокеанский государственный  университет

Институт транспорта и энергетики

 

 

 

 

 

кафедра: «Техническая эксплуатация и ремонт автомобилей»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пояснительная записка

к курсовой работе по дисциплине

«Современные методы восстановление деталей»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил:

Проверил преподаватель:

 

 

 

 

 

Хабаровск 2008

Содержание

 

 

РЕФЕРАТ

 

Курсовая работа содержит 30 листов пояснительной записки,    листов А3 чертежей, таблицы, рисунки.

АВТОМОБИЛЬ, ШАТУН В  СБОРЕ, РАЗВЕРТКА, ШЛИФОВАНИЕ

 

Целью курсовой работы является:

- разработка технологического процесса ремонта детали

В ходе работы выполнено:

- выбор способа устранения  дефекта детали

- назначены методы  обработки детали

-составлен технологический  маршрут ремонта

 

Введение

 

В процессе эксплуатации автомобиля, надёжность, заложенная в него при производстве, снижается вследствие изнашивания деталей, коррозии, усталости и старения материала и других вредных процессов, протекающих в технике. Вредные процессы вызывают появление различных неисправностей и дефектов, устранение которых становится необходимым для поддержания автомобиля в работоспособном состоянии. Отсюда возникает потребность в техническом обслуживании и ремонте.

В процессе проведения технического обслуживания и ремонта выполняются  работы по устранению возникших неисправностей и замене быстроизнашивающихся деталей. Но при длительной эксплуатации наступает момент, когда надёжность оборудования снижается настолько, что восстановление его средствами эксплуатационных предприятий становится невозможным. В этом случае применяют капитальный ремонт, т. к. замена деталей новыми часто менее выгодна по сравнению с восстановлением старых.  

1. Разборка технологического процесса восстановление детали.

1. Анализ исходных данных

 

Шатун двигателя стальной, кованый, со стержнем двутаврового сечения. В верхнюю головку шатуна запрессована бронзовая втулка, в зависимости от внутреннего диаметра которой шатун разбивают на три группы через 0,004 мм, у головки наносится маркировка (красный, желтый, зеленый). По этой маркировке подбирают палец к верхней головке шатуна. Нижняя головка шатуна разъемная, ее крышка крепится двумя болтами и гайками. Гайки шатунных болтов при сборке затягиваются равномерно, при окончательной затяжке следует приложить момент 50...56 Н-м (5,0...5,6 кгс-м). Для обеспечения центрирования болты имеют конический участок около головки. Окончательная обработка отверстия в нижней головке шатуна под вкладыши производится в собранном виде. Поэтому перестановка крышек с одного шатуна на другой совершенно недопустима. Чтобы при сборке не перепутать крышки шатунов, на шатуне и соответствующей ему крышке наносится номер цилиндра. При сборке цифры на шатуне и крышке должны находиться с одной стороны. Шатуны в сборе с крышками подгоняются по весу. В нижней головке шатуна устанавливаются взаимозаменяемые тонкостенные сталеалюминевые вкладыши, которые удерживаются от проворачивания выступами, входящими в специальные пазы, имеющиеся в теле шатуна.

 

 

 

 

 

 

Вид и характер дефектов.

Способы их устранения.

В процессе работы на шатун действуют значительные нагрузки от давления газов в цилиндрах и инерционных сил, что вызывает напряжение изгиба и кручения в условиях повышенной температуры и контактных циклических нагрузок на поверхности отверстий. Это вызывает появление износов отверстий (Δ_изн до 0,05 мм) и торцов нижней головки (Δ_изн до 0.1 мм)- Деформация от изгиба и скручивания может достигать Δ_ИЗГ = 0,2 мм на 100 мм длины.

Износы устраняют слесарно-механической обработкой. Износ отверстия нижней головки шатуна устраняется железнением с последующим шлифованием и хонингованием до номинального размера.

При механических повреждениях шатун бракуют.

 

Виды дефектов и способы ремонта сведены в Таблицу 1.1

Таблицу 1.1

				Деталь		Шатун в сборе
				Номер детали		66-1004045
				Материал		Сталь 45Г2, Гост 4543-61
				Твердость		НВ 228-269
Обозначения по эскизу	Наименование дефектов	Способ установления дефекта и измерительный инструмент	Размер, мм				Заключение
			По рабочему чертежу		Допустимые без ремонта
1	Деформация или износ  отверстия верхней головки шатуна под втулку	Пробка 26,34мм или нутрометр индикаторный 18-35мм	26,26		26,27+0,023		Ремонтировать. Постановка ремонтной втулки или осталиванние
2	Износ торцов нижней головки	Шаблон 25,60мм	25,60 имеются риски		25,60 при отсутствии рисок и задиров		Ремонтировать. Шлифование торцов. Браковать при размере менее 25,60мм
3	Деформация или износ отверстия нижней головки	Нутрометр индикаторный 50-100мм. При замере болты должны быть затянуты динамометрическим ключом. Момент затяжки болтов должен быть 6,8-7,5 кГ/м	63,5+0,012		-		Ремонтировать. Растачивать. Железнение с последующим шлифованием и хонингованием

 

Деталь ремонтопригодна по следующим факторам:

- незначительные дефекты

- затраты на ремонт детали значительно ниже производства новой

- конструкция детали не препятствует подводу режущего и измерительного инструмента

- при восстановлении детали используются распространённые, несложные и высокопроизводительные способы 

2. Выбор типового технологического процесса и его краткое содержание.

При составлении технологического маршрута необходимо учитывать следующие требования:

-  одноимённые операции по всем дефектам маршрута должны быть объединены;

-  каждая последующая операция должна обеспечить сохранность качества работы поверхностей детали, достигнутую при предыдущих операциях;

-  в начале должны идти подготовительные операции, затем восстановительные, кузнечные, слесарно-механические, шлифовальные и доводочные.

План рациональной последовательности принимаем следующий:

1). Моечные операции

2).  Контрольно-диагностическая операция

3).  Слесарно-механическая операция (выпрессовка втулки из верхней головке шатуна)

4).  Расточная операция (тонкая расточка) отверстия в верхней головке шатуна под втулку ремонтного размера

5).  Расточная операция (чистовая расточка отверстия в нижней головке шатуна для исправления геометрии)

6).  Слесарно-механическая операция (запрессовка ремонтной втулки в верхнюю головку шатуна)

7).  Гальваническая операция (нанесение покрытия на поверхность отверстия в нижней головке шатуна)

8).  Шлифовальная операция (шлифование торцов нижней головке шатуна на “Чисто”)

9).  Контрольная операция

3. Выбор способов восстановления.

 

Износ отверстия в  верхней головки шатуна устраняется  расточкой до ремонтного размера  втулки (26,27^+0,023 мм) с использованием токарного станка типа 1М61.

Износ торцов нижней головки шатуна устраняется путем механической обработки поверхности плоскошлифовальным станком 3Б722 с магнитным столом.

Износ отверстия нижней головки шатуна устраняется железнением  с последующим шлифованием и хонингованием до номинального размера.

Положительными особенностями  этого способа является:

а). Высокая скорость осаждения  металла на поверхность;

б). Возможность ремонта  деталей с износом более 0,15 мм.

Процесс несения покрытия включает в себя три группы операций: подготовка деталей, нанесение покрытия, обработка покрытия детали.

Подготовка включает механическую обработку: чистовое растачивание с целью исправления геометрических параметров изношенной поверхности. Далее идёт предварительное обезжиривание с промывкой в проточной воде и анодное травление. Анодное травление способствует повышению прочности сцепления покрытий с восстанавливаемой поверхностью.

Нанесение покрытия осуществляется безванным способом в холодном электролите  на асимметричном токе. Обработка детали после железнения включает: промывку деталей в проточной воде и сушку.  

4. Выбор технологических баз и схем базирования и установки.

 

Базовые поверхности  следует выбирать с таким расчётом, чтобы при установке и замене деталь не смещалась с приданного местоположения и не деформировалась под воздействием сил резания и усилий закрепления. При выборе баз необходимо учитывать:

-  по возможности выбирать те базы, которые использовались при изготовлении детали;

-  базы должны иметь минимальный износ;

-  базы должны быть жёстко связаны точными размерами с основными поверхностями детали, влияющими на работу в сборочной единице.

При механической обработке  кривошипной головки шатуна базой  является торцовая поверхность кривошипной  головки и отверстие в верхней головке шатуна (рис. 1.1). При износе этой поверхности она должна быть восстановлена.

 

Рис. 1.1. Схема базирования

 

При обработке, для того, чтобы лишить шатун подвижности  используют призмы и опору на плоскость  базовой поверхностью. При использовании этой схемы обеспечивается достаточная неподвижность детали и отсутствие деформации при закреплении.  

5. Разработка технологических операций.

 

Слесарно-механическая операция (выпрессовка втулки из верхней головке шатуна).

Выпрессовки втулки из верхней головки шатуна производится на слесарном верстаке с плитой для укладки шатунов с пуансоном D = 26 мм. и усилием P = 5 H.

 

Расточная операция (тонкая расточка) отверстия в верхней головке шатуна под втулку ремонтного размера.

Исходные данные

Оборудование –  Токарный станок модель 1М61;

используется расточной резец 2140-0001

ГОСТ 18882-73 с углом в плане g=60° с пластинами  из твёрдого сплава Т15К16.

Нутромер индикаторный ГОСТ 7470-78

 

Определение припуска на механическую обработку отверстия в верхней головке шатуна: верхнюю головку восстанавливаем растачиванием отверстия в верхней головке шатуна до ремонтного размера (26,27^+0,023 мм). Выбраковочный размер детали равен 25,007 мм, поэтому припуск принимаем равным 0,25 мм. Глубина резания t при черновой обработке равна или кратна припуску z на выполняемом технологическом переходе. При чистовой обработке (Ra<2,5) глубина резания принимается в пределах 0,1¸0,4 мм. После назначения глубины резания t=0,1 мм назначаем подачу из числа существующих в характеристике станка S=0,1 мм/об.

 

 

Скорость резания v рассчитывается по формуле:

, (1.1)

где С_v, m, x_v, y_v – коэффициенты и показатели степени, учитывающие условия обработки; Т – период стойкости режущего инструмента; K_v – поправочный коэффициент, учитывающий условия обработки, которые не учтены при выборе C_v.

Период стойкости режущего инструмента Т принимаем равным 60 минутам. Поправочный коэффициент K_v рассчитываем по формуле:

, (1.2)

где K_mv=1,67 – коэффициент, учитывающий механические свойства обрабатываемого материала; K_nv=1 – коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки; K_уv=1 коэффициент, учитывающий главный угол резца в плане; K_у1v=0,9 – коэффициент, учитывающий вспомогательный угол резца в плане; K_rv=1 – коэффициент, учитывающий радиус при вершине режущей части резца; K_qv=0,91 – коэффициент, учитывающий размеры державки резца; K_оv=1 – коэффициент, учитывающий вид обработки; K_uv=0,9 – коэффициент, учитывающий вид материала режущей части инструмента.

.

Определим скорость резания  по формуле (1.1):

м/мин.

По расчётному значению скорости резания определяется частота  вращения шпинделя с закреплённым резцом:

, (1.3)

где d_Д – диаметр детали (отверстия), мм.

об./мин.

Максимальная частота  вращения шпинделя станка равна 2000 об./мин. Принимаем частоту вращения шпинделя, близкую к расчётной n=850 об./мин.

Тогда скорость обработки рассчитывается по формуле:

, (1.4)

м/мин.

Рассчитанные элементы режима резания необходимо проверить  по мощности электродвигателя станка. Мощность резания определим по формуле:

, (1.5)

где р_z – составляющая силы резания.

, (1.6)