Разработка технологического процесса головки блока цилиндра автомобиля КамАЗ-740

 

 

 

Содержание

 

ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………………….3

 

1.  ИЗМЕНЕНИЕ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ГОЛОВКИ БЛОКА ЦИЛИНДРОВ АВТОМОБИЛЯ КАМАЗ-740 В УСЛОВИЯХ РАБОТЫ И ФОРМИРОВАНИЕ ДЕФЕКТНОСТИ………………………………………..5

 

2. РАЗРАБОТКА РЕМОНТНОГО ЧЕРТЕЖА ГОЛОВКИ БЛОКА……...7

 

3. РАЗРАБОТКА МАРШРУТНО-ОПЕРАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ГОЛОВКИ БЛОКА ЦИЛИНДРОВ АВТОМОБИЛЯ КАМАЗ-740………………………………...8

3.1. Обоснование выбора  принципа структурирования операций…………….9

3.2. Обоснование выбора рациональных и оптимального способов восстановления конструктивного элемента головки блока цилиндров автомобиля КамАЗ-740……………………………………………………….......9

3.3. Разработка маршрутного технологического процесса восстановления головки блока цилиндров автомобиля КамАЗ-740…………………………....11

3.4. Разработка маршрутно-операционного технологического процесса восстановления головки блока цилиндров автомобиля КамАЗ-740…………12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Развитие человеческого сообщества, как правило, не подчиняется экспоненциальным законам возрастания либо убывания каких-то отдельных факторов, приводящих к катастрофическим последствиям. Однако произошедший за последние 100 лет беспрецедентный экспоненциальный рост потребления сырья и энергии высвободил и выбросил в природу такое количество кинетической энергии, антропогенных и техногенных ядов, по сравнению с которыми вся антропогенная кинетическая энергия от жизнедеятельности  100 млрд. человек, прошедших по Земле за 800 тыс. лет, является ничтожно малой. Вовлекая в потребление все больше и больше энергии, полученной за счет ископаемого топлива, воды, кислорода, растительного и минерального сырья, превращаемых в отходы и продукты, несовместимые с живой природой, полезно используем только 1...10 % энергии, разрушая при этом основы устойчивости биосферы Земли [8]. 

Основные источники загрязнения окружающей среды - выбросы стационарных промышленных предприятий горнодобывающей, металлургической, машиностроительной промышленности и выбросы при создании электроэнергии находятся примерно в равных соотношениях.

   Новая экологическая  экономика предусматривает уменьшение  удельного расхода сырья и  энергии на единицу продукции (хотя бы 2…3 раза) за счёт   создания  и освоения ресурсосберегающих  технологий и способов производства, в том числе и реновационных.

Реновация машин и механизмов  даже с учётом выбраковки деталей и технологических загрязнений, наряду с экономией материальных, энергетических, трудовых и природных ресурсов, многократно снижает загрязнение окружающей среды;  это самое экологически чистое и энергосберегающее производство не требующих значительных инвестиций, которому на сегодня нет экологической и экономической  альтернативы.

Восстановление деталей – основной источник эффективности ремонтного производства и его основа. По ряду наименований важнейших наиболее металлоемких и дорогостоящих деталей (головок блока цилиндров двигателей, коленчатых валов, картеров коробок передач) вторичное потребление восстановленных деталей значительно больше, чем потребление новых запасных частей.

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.

Высококачественное восстановление работоспособности деталей автомобиля будет иметь место при использовании оптимальных методов и средств производства.

 При восстановлении  деталей машин в десятки раз  меньше расходуется сырьевых  и энергетических ресурсов, в  таком же соотношении снижается  количество загрязнений  по сравнению  с изготовлением деталей из  первичных материалов, т.е., экологичность восстановления изделий на один-два порядка выше по сравнению с новым изготовлением из первичных ресурсов.

Реновация технических изделий это самое чистое и энергосберегающее производство, которому сегодня нет экологической альтернативы [8].

          Целью данной курсовой работы является разработка технологического процесса головки блока цилиндра автомобиля КамАЗ-740. Так же курсовая работа ставит перед собой цель привить навыки самостоятельного решения конкретных задач, связанных с организацией ремонта машин (восстановления деталей машин) на основе приобретенных знаний при изучении общетехнических и профилирующих дисциплин.

 

1.  ИЗМЕНЕНИЕ  ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ГОЛОВКИ  БЛОКА ЦИЛИНДРОВ АВТОМОБИЛЯ КАМАЗ-740 В УСЛОВИЯХ РАБОТЫ И ФОРМИРОВАНИЕ ДЕФЕКТНОСТИ

 

     По своему  конструктивному назначению головка  блока цилиндров относится к  базовой детали, обеспечивающей  заданное конструкцией двигателя  взаимное расположение деталей  и сборочных единиц механизма  газораспределения двигателя. Головка  цилиндров, являясь частью камеры  сгорания двигателя, испытывает  значительные внешние и внутренние  знакопеременные нагрузки, а также  воздействия высокой температуры, коррозионной и абразивной сред. [5]

 

Рисунок 1- эскиз головки блока цилиндров автомобиля КамАЗ-740

 

Дефект 1 - Износ рабочей поверхности направляющих втулок клапанов

Дефект 2 - Износ отверстий под направляющие втулки клапанов

Дефект 3 - Трещина, не захватывающая каналы и внутренние полости головки цилиндра

 

 

       Головки  цилиндров блока двигателя КамАЗ-740 изготовлены отдельно на каждый  цилиндр из алюминиевого сплава  Аl-4, твердость НВ 70. На каждом  двигателе имеются головки цилиндров  — 8 шт. Их водяные рубашки имеют  технологические заглушки. Внутренняя  полость водяной рубашки сообщается  с водяной рубашкой блока с  помощью трех перепускных отверстий.  

       Условия  работы этой детали являются  причиной изнашивания клапанных  гнезд, отверстий под направляющие  втулки и стенок камеры сгорания, в которых при определенных  условиях могут возникать большие внутренние напряжения, приводящие к деформации детали и возникновению трещин,  длительная работа двигателя с повышенными тепловыми зазорами в клапанном механизме вызывает неравномерный износ направляющих втулок из-за повышенных боковых нагрузок на стержень и ухудшения вращения клапана.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. РАЗРАБОТКА РЕМОНТНОГО ЧЕРТЕЖА ГОЛОВКИ БЛОКА

 

С учетом выше изложенной информации разработан ремонтный чертеж головки блока цилиндров. Использовав в качестве рабочего чертежа эскиз детали и эскиз сборочных единиц (см. приложение), методические указания 2007 г. [2], а также результаты анализа по разделу 1 курсовой работы с соблюдением требования ГОСТ 2.604-2000.ЕСКД. Чертежи ремонтные. Общие требования [1.2].

Ремонтный чертеж восстанавливаемой детали (головки блока) включает следующие составные части информации:

-Графическое изображение  детали с необходимыми видами, разрезами и сечениями;

-Таблица ремонтных размеров (с информацией по графам: условное  обозначение размера, размер по  чертежу, категория ремонтного размера (1,2)- ГОСТ 2604.2000);

-Таблица дефектов (с информацией  по графам: номер дефекта; наименование  дефекта; коэффициент повторяемости; два способа восстановления детали  по данному дефекту основной  и дополнительный – один из  альтернативных);

- Технические требования (по физико-механическим свойствам: твердость и др.; точность формы  и взаимного положения: овальность, конусообразность, биение и др.). Ремонтный чертеж представлен  в графической части работы  на листе формата А3.

 

 

 

 

 

 

 

 

3. РАЗРАБОТКА МАРШРУТНО-ОПЕРАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ГОЛОВКИ БЛОКА ЦИЛИНДРОВ АВТОМОБИЛЯ КАМАЗ-740

 

3.1. Обоснование  выбора принципа структурирования  операций

      Проанализировав  ремонтный чертеж переходим к  разработке технологического процесса  восстановления головки блока. Разработка технологического процесса восстановления головки блока является многовариантной задачей, так как ее решение связано с необходимостью учета большого числа технических и организационно-технологических факторов. И задача эта значительно более сложная по сравнению с аналогичной на изготовление детали. [1.2]

    Это обусловлено тем, что восстанавливаемая деталь (головка блока) — специфичная «многоликая» заготовка с более высокой степенью неоднородного состояния в сравнении с заготовкой на стадии изготовления детали. [2]

     Основываясь  на ожидаемом годовом объеме  заказов (160 шт.) целесообразно определить тип производства как мелкосерийный, что примерно отражает современный уровень запросов на услуги в сфере технического сервиса в АПК по восстановлению деталей.

    В зависимости  от сочетания, характера и количества  дефектов, а также оценки типа  производства по маршруту, в процессе  разработки технологических процессов  был выбран принцип структурирования  операций – принцип концентрации  переходов на операциях, то есть  операции должны быть по возможности  ёмкими по числу переходов.   В свою очередь это ведёт  к уменьшению затрат времени  на восстановление одной детали  в условиях мелко- и среднесерийного  производства затраты времени  значительно уменьшаются, а это  ведёт к значительному уменьшению  финансовых расходов.

 

3.2. Обоснование  выбора рациональных и оптимального  способов 

восстановления конструктивного элемента головки блока цилиндров автомобиля КамАЗ-740

На основе выше изложенного материала используем рекомендации по выбору рациональных и оптимальных способов восстановления детали (головки блока) с ориентацией на решения задачи восстановления преимущественно по дефектам изнашивания поверхностей трения (износ отверстия под  направляющую втулку клапана) [3] с учетом требованием ремонтного чертежа.

Выбор и обоснование рациональных и оптимального способов устранения данного дефекта выполнены по трем критериям с ориентацией на использование способа восстановления до нормального размера [1.2].

По технологическому критерию выбор рациональных и оптимального способов  осуществляем с учетом следующих факторов:

 конструктивно-технологических ограничений (головка блока является корпусной деталью и имеет коробчатую форму, восстанавливаемое отверстие находится в доступном для рабочего инструмента месте), характером и величиной износа (допустимый износ для восстанавливаемой поверхности равен 0,02 мм), а также возможностей известных способов восстановления.

С учетом этих факторов целесообразно использовать сделать выбор в пользу  способов из группы тонкослойных. Выбраны следующие способы восстановления:

1) Обработка под ремонтный размер;

2) Пластическая деформация (технология NEWAY).

По техническому критерию осуществляем процедуру отбора рациональных способов из принятых в качестве альтернативных по ресурсному параметру- коэффициенту долговечности Кд:

Кд= Тв/ Тн,

       где Тв- ресурс восстанавливаемой поверхности детали; Тн- ресурс восстанавливаемой поверхности детали в новом состоянии.

 

Коэффициент долговечности является функцией трех переменных:

Кд= f(Кu, Кв, Ксц),

Где Кu, Кв, Ксц – соответственно коэффициенты – аргументы износостойкости, выносливости, и сцепляемости применительно к оценке ресурса конструктивных элементов деталей машин. Данные берем из таблицы 3.24[с.263, 3].

1) Обработка под ремонтный  размер Ки=1;

2) Пластическая деформация Ки=0,9; 

В перечне рациональных способов оставляем только те из состава альтернативных, применение которых обеспечивает ресурс восстановленной поверхности детали не менее 80% (т.е Кд≥0,8) от ресурса данной поверхности у новых деталей. Следовательно, отдаем предпочтение способам 1 и 2.

На третьем этапе по технико-экономическому критерию обосновываем выбор оптимальных способов восстановления. В качестве оценочного показателя используем расчетную величину Кэ, отражающая сущность технико-экономического критерия.

Рекомендуемая упрощенная формула для расчета:

Кэ= Сyij ∙ Si/ Кд→min

где Сyij –удельная себестоимость восстанавления, руб/см2;

        Si – площадь восстанавливаемой поверхности, см2;

В качестве оптимального способа принимаем тот способ, который удовлетворяет минимальному значению оценочного показателя технико- экономического критерия Кэ.[3]

1. Обработка под ремонтный размер Ки=1:

Кэ= 0,14 ∙(2 ∙3,14∙6,5∙9)/ 1=36,7 руб;

          2) Пластическая деформация Ки=0,9; 

Кэ= 0,14∙(2 ∙ 3,14∙6,5∙9)/ 0,9=57,14 руб;