Разработка операций восстановления деталей

 

Расчет режимов резания ручной электродуговой наплавки .

Расчет скорости наплавки

 

м/ч  

 

где i - сила сварочного тока, А;

FH - площадь поперечного сечения наплавляемого шва, см ;

γ - плотность металла шва, г/см3 (для стали γ=7,85);

ан - коэффициент наплавки, г/А-ч;

VH - скорость подачи проволоки, м/ч;

ан=ар(1 - ф) 

ар - коэффициент расплавления электродной проволоки сплошного сечения

при наплавке, г/А-ч;

 г/А-ч

ф - коэффициент потерь металла сварочной проволоки на угар

разрабатывание; ф=0,02...0.03;

ан=11,6(1 – 0,02)=13,4г/А-ч

 

 

 

Расчет скорости подачи проволоки,

м/ч    

 

Расчет силы сварочного тока

А     

Расчет полного времени наплавки

ч (7,8 мин)     

где t- время горения дуги, ч;

Кн - коэффициент использования сварочного оборудования; КH=0,6...0,7;

ч,      

где GH - масса наплавляемого металла, г;

 

г    

FH - площадь наплавляемой поверхности, см2 ;

h - требуемая высота наплавленного слоя, см.

 

Расчет расхода электроэнергии в кВт/ч

кВт/ч  где  U - напряжение дуги, В; U = 21 + 0,04I = 21+0,04×187,5=28,5В. 

η - КПД источника тока;  η =0,6.. .0,7;

Wо - мощность, расходуемая при холостом ходе, кВт; Wо=2…3 кВт.

 

 

7.Разработка операций  механической обработки деталей  после ее 
восстановления

 

В качестве установочной базы принимают чистую базу, которая служила 
для обработки восстановленной поверхности при изготовлении детали.

Операция 010 - Долбежная

Выбор режущего инструмента и оборудования.

 

 

  Режимы резания при долблении рассчитываются аналогично токарным работам, но при введении коэффициента Ку=0,6, учитывающего ударную нагрузку.

Обработку ведем на долбежном  станке 7А420 :

1.Долбить шпоночный паз  в размер 10А3 ×41,0 мм.

Выбор инструмента : долбежный резец ГОСТ 10046-72 с пластинкой твердого сплава Т5К10.

Глубина резания: мм,

          Подача при наружном чистовом  долблении  резцами с пластинами  из твердого сплава: SТ=0,3 мм/дв.х.

Подачу корректируем коэффициентом Kls = 1,0 в зависимости от вылета резца и коэффициентом K φs =1,0  в зависимости от главного угла в плане.

мм/об

Период стойкости резца: Т=90 мин.

Скорость резания при долблении вычислять из возможной мощности привода главного движения станка по формуле:

 

 

 v- скорость резания, м/мин

Nстанка- мощность станка по паспорту, кВт

η- КПД станка по паспорту

δ- коэффициент понижения мощности при возможном износе станка δ=0.85

Cp- постоянная, влияющая на  силу резания Pz при заданных условиях обработки

Т- расчетная стойкость резца, мин

t- глубина резания, мм

s- подача продольная, мм/об

x,y,n- коэффициенты, зависящие  от условий обработки

К φv – поправочный коэффициент на скорость, зависящий от главного угла в плане

Кзаг- поправочный коэффициент на скорость, зависящий от качества заготовки

Кинст- поправочный коэффициент на скорость, зависящий от материала режущего инструмента

КматV- поправочный коэффициент на скорость, зависящий от отклонений механических свойств обрабатываемого материала

Kφp, Kγp, Kλp, Krp-коэффициенты, учитывающие влияние геометрических параметров режущей части инструмента на силу резания

КматP- поправочный коэффициент на силу резания, зависящий от отклонений механических свойств обрабатываемого материала

   (табл. 1, стр. 262 [2])

         где ; (табл. 2, [1]);  (табл. 2, [2]).

 

(табл. 5, [1]); (табл. 6, [1]).

 

Скорость резания:

м/мин

 

     Определим число двойных ходов в минуту по формуле:

 

 
Корректируем по паспорту станка и принимаем  
где   – скорость резания,  ; 
 
 – длина хода резца, мм. 
 

Тогда действительная скорость резания будет равна: 

 
Мощность, затрачиваемая нарезание, определяется по формуле :

 

 
 

Сила резания.

          (стр. 271, [2]);

    – поправочный коэффициент, учитывающий фактические условия резания.

;

   (табл.23, [2]);        (табл.23, [2]);        (табл.23, [2]);

   (табл. 9, [2]);         где  (табл. 9, [2]).

  Постоянную  и показатели степени x, y, n принимаем по табл. 22 [2]:

; ; ; ;

.

          Мощность резания.

 

.

Выбранные режимы резания проверяем по условию:

Npез. < Nшп.      Nшп = Nэл.×ƞ; кВт. где ƞ – 0,75 - к.п.д. электродвигателя станка

Мощность электродвигателя Nэл станка 7А420 – 4,5 кВт (по паспорту станка)

Nшп = 4,5× 0,75 = 3,37 кВт;   т.к.      0,2  ≤ 3,37  следовательно обработка возможна.

 

Время обработки пазов при долблении вычисляется по формуле

,

где

L = 41,0 мм – длина паза;

- рекомендуемая величина врезания;

- рекомендуемая величина перебега;

s = 0,3 мм/дв.ход – подача ;

i = 4.0 – число проходов.

Тогда, время обработки пазов при долблении

 

Определение штучного времени.

Штучное время, затрачиваемое на данную операцию, определяется как

Тшт = То + Твсп + Тобс + Тотд

 

Вспомогательное время Твсп, затрачиваемое на установку и cнятие детали, определяем по таблице. Принимаем способ установки детали при длине 800 мм - на столе с выверкой средней сложности; при массе детали до 10 кг - время на установку и снятие заготовки равно 1,8 мин. Вспомогательное время на рабочий ход (принимаем для обработки плоскостей с одной пробной стружкой  - 0,7 мин. Вpемя на измеpение заготовки с помощью штангенциркуля по ширине и толщине заготовки (высоте от стола) - размеры до 100 мм с точностью до 0,1 мм, принимаем равным 0,13 мин.

Твсп = 1,8 + 0,7 + 0,13 = 2,63 мин.

Тогда оперативное время

Tоп = То + Твсп = 3,9 + 2,63 = 6,53 мин.

Время на обслуживание pабочего места и вpемя на отдых принимаем в процентах от оперативного времени:

Тотд + Тобс = 10 % • Tоп = 0,1 • 6,53 = 0,653 мин ;

 

Штучное время, затрачиваемое на данную операцию,

Тшт = То + Твсп + Тобс + Тотд  =3,9 + 2,63+0,653 = 7,2 мин.

 

Окончательно устанавливаем тип производства по коэффициенту серийности Ксер после определения штучного времени: 

       

 

где Fd - действительный годовой фонд работы оборудования при одной смене,ч;

m - число рабочих смен в сутки;

N- годовая программа, шт;

tШТ - штучное время изготовления, мин.

Таблица 6

Значение Ксер	Тип производства
<2	Массовое
2...10	Крупносерийное
11...20	Среднесерийное
21...40	Мелкосерийное
>40	Единичное

 

Согласно рекомендациям  таблицы 6  Ксер = 2…10 соответствует крупносерийному типу производства.

 

8. Составление маршрутно-технологической  карты

 

Карта (табл.7) содержит эскиз детали, возможные дефекты детали, 
выбранный способ восстановления заданного дефекта, перечь всех операций, 
переходов, установов в технологической последовательности с указанием 
соответствующих данных по оборудованию, приспособлениям, инструменту, 
норме времени, разряду работы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Эскиз детали	Материал детали,  технические условия		Дефекты детали		Выбранный способ восстановления,  технические условия
	Сталь 20 ГОСТ1050-88		Износ шпоночного паза по ширине		Ручная сварка и наплавка электродуговая
Наименование  операции	оборудо  вание	приспосо  бление	Инструмент		Нормы времени			Разряд  работы	Расценка
			режущий	Измери тельный	tO	tВСП	tШТ
005 Наплавочная           010 Долбежная         020 Контроль	Сварочный выпрямитель ВСС-120-4       7А420         Верстак	Сварочный пост, прихваты       Поворотный стод, приспособление	Электрододержатель для ручной дуговой сварки: пассатижный (ЭД-3104У1)   Резец долбежный Т5К10	ШЦЦ-I-100-0,01           ШЦЦ-I-100-0,01         ШЦЦ-I-100-0,01	7,8           3,9         0,13	2,3           2,63	12,6           7,2	3           4         5	7,60           8,52         8,23

 

9. Расчет экономической эффективности восстановления детали

 

Эффективность восстановления деталей определяется системой 
показателей: годовой экономический эффект, срок окупаемости капитальных 
вложений, коэффициент эффективности капитальных вложений снижение 
расхода металла.

Эффективность восстановления деталей оценивается путем 
сопоставления показателей эталона - базового варианта (БТ) и способа 
восстановления, выбранного в данной работе (НТ).

В качестве БТ принимается способ восстановления с большим С2 (см. п.З).

Годовой экономический эффект, руб.,

 

где Збт, ЗНТ - приведенные затраты по базовому и новому варианту, руб.;

АНТ - годовая программа восстановления по новому варианту 
(принимается из табл. 1);

 

CBz - себестоимость восстановления одной детали, руб.;

Ен - нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений

Принимается равным Ен = 0,15;

Куд - удельные капитальные вложения, руб./деталь;

где К - капитальные вложения (в данном расчете это затраты на 
оборудование, его транспортирование и монтаж), руб.;

К= КМ Ц;

Ц - оптовая цена единицы оборудования;

Км - коэффициент, учитывающий затраты на транспортирование и монтаж, 
принимается равным 1,07.

КБТ= 1,07×74000=79180 руб

КНТ= 1,07×79000=84530 руб

 

Годовой экономический эффект, руб.,

 

Срок окупаемости капитальных вложений в годах при условии Кнт < КБТ  
рассчитывается по формуле

 

где C/ вz, C// вz - себестоимость восстановления одной детали соответственно 
базовым (БТ) и новым (НТ) способом.

Коэффициент эффективности капитальных вложений

При Е = 100,0 > Ен = 0,15 капитальные вложения используются эффективно.

Снижение расхода металла, %,

 

где Мбт, Мнт — соответственно расход металла для вариантов БТ и НТ, кг.

 

 

Список использованных источников

 

 

1. Горбацевич А.Ф. Курсовое  проектирование по технологии  машиностроения. Минск Высшая школа 1983 г.