Разработка технологии ремонта детали типа «ось»

ВВЕДЕНИЕ

Важной задачей  на любом дорожно-строительном предприятии  является поддержание имеющейся  техники в работоспособном состоянии. Ведущая роль здесь принадлежит  инженерам-механикам, которые должны в совершенстве знать основные закономерности и причины изнашивания машин, технологические и организационные способы увеличения долговечности машин, снижения себестоимости и повышения качества ремонта.

 Для того чтобы  поддержать машины в работоспособном  состоянии, необходимо проводить  целый комплекс мероприятий таких, как осмотры, технические уходы, текущие и капитальные ремонты и т.п., но их необходимо проводить  специально обученными рабочими на необходимом оборудовании.

Повышение износостойкости  деталей машин и увеличение их выработки до первого капремонта отстают от увеличения объемов работ, выполняемых машинами в дорожном строительстве, поэтому количество ремонтов систематически увеличиваются. В связи с этим возникает необходимость развития ремонтно-обслуживающей базы и правильной организации производственного процесса внутри ремонтной мастерской.

Задачей моего курсового  проекта является разработка технологии ремонта детали типа «ось», которые широко применяются в дорожной технике.

 

  1. Описание сборочной единицы или узла.

Деталь «вал» предназначена для закрепления на ней опор, которые являются частью трансмиссии трактора Т – 150.

Технологический процесс дефектации детали

 

    Для определения технологического состояния детали после очистки подвергают дефектации. Дефектацией называют процесс технологического контроля сопряжений и деталей и сортировки их на группы в соответствии с техническими требованиями. При дефектации определяют пригодность сопряжений  и деталей к дальнейшей работе и выявляют необходимость в их ремонте и выбраковке. 

Дефектацию проводят в мастерской на специальном участке, оснащенном соответствующим оборудованием, инструментом, приспособлениями и оснасткой. Рабочие места контролеров оборудуют специальными столами, исключающими повреждение рабочих поверхностей детали.

Для подачи деталей с  разборочно-монтажного на рабочие места контролеров, а также для складирования деталей, прошедших дефектацию, и отправки их по назначению без дополнительных перегрузок, необходимо пользоваться специальной тарой и транспортными средствами, исключающими повреждения, загрязнения и утерю деталей. Детали, поступающие на дефектацию, должны быть чистыми, без масляных и смолистых пятен, нагара, накипи, продуктов коррозии, остатков накладок и герметизирующих паст. Качество оценки контролируют по эталонам с образцом с допустимыми загрязнениями их поверхностей, установленным ОТК мастерской. Контролеры проверяют и качество разборки, обращая внимание на повреждения деталей из-за нарушения технологии или приемов разборки, неправильной транспортировки деталей, применение непригодного инструмента и т. д.

Технологическими требованиями на дефектацию определены конкретные указания о характере дефекта  для каждой детали, допустимых размерах, способах контроля необходимым контрольно-измерительным  инструментом, приборах и приспособлениях, а также заключение по дефекту, при наличии которого деталь следует восстанавливать или выбраковывать.

Поверхности контролируют в последовательности, определенной в картах дефектов. Деталь осматривают  и проверяют, есть ли повреждения  и изменения первоначальной ее формы: трещины, пробоины, задиры, заметны прогнутые места, скручивание, коробление, прогары и т. д. Выявляют дефекты, по которым деталь бракуют. Для исключения произвольной оценки допустимых или недопустимых дефектов, наиболее часто встречающихся, отбирают для основной номенклатуры деталей, образуя с допустимыми дефектами, которые утверждаются ОТК в качестве эталонов. Детали подразделяются на четыре группы:

--- годные, характер и  износ которых находится в  пределах значений, указанных в  технических требованиях и допустимых без ремонта (восстановления) в соединении как с новой, так и с бывшей в эксплуатации деталью (параметры соответствуют требованиям технических условий);

--- годные, характер и  износ которых находится в  пределах допустимых технологическими требованиями к использованию без ремонта (восстановления) в соединении с новыми или восстановленными до номинального размера детали;

--- подлежащие ремонту  (восстановлению);

--- бракованные, которые  по техническому состоянию вышли  за пределы, допустимые техническими требованиями, и не могут быть восстановлены по техническим, технологическим или экономическим соображениям.

Принадлежность детали к той или иной группе обозначают по принятой утвержденной на предприятии  системе.

 

Технологический процесс восстановления вала

 

Проектирование технологического процесса восстановления деталей выполняют  в следующей последовательности:

  1. Изучаются технологическая характеристика и технические требования деталей, где указывается ее наименование, твердость, термообработка, масса, функции детали в сборочной единице и т.д.
  2. Определяем сочетание дефектов.
  3. Делаем анализ возможных способов устранения отдельных дефектов и определяем наиболее рациональный из них.
  4. Выбираем технологические базы.
  5. Составляем план технологических операций для маршрута.
  6. Выбираем средства технологического оснащения.
  7. Выбираем и рассчитываем технологические режимы (резания, наплавки и др. операций).
  8. Обосновываются операционные допуски на обработку.
  9. Производится нормирование операций.
  10. Разрабатывается технологическая  ремонтная документация.

Маршрут восстановления детали

 

При определении содержания и количества маршрутов на основании анализа  статистических данных по изучению износов  и сочетаний дефектов исходят  из таких основных требований:

    • состояние дефектов в маршруте должно быть естественным;
    • количество маршрутов должно быть минимальным;
    • в маршруте должна обеспечиваться технологическая взаимосвязь дефектов по способам устранения;
    • восстановление деталей по данному маршруту должно быть экономически целесообразно.

В маршрутной технологии восстановление износа одной и той  же поверхности принимается за несколько  дефектов в случае, если при разных износах могут быть назначены  разные способы их устранения.

Для нашей детали задаем маршрут работ следующий:

  1. Мойка.
  2. Дефектация.
  3. Правка центровых отверстий.
  4. Токарная обработка. Производится  для удаления изношенных поверхностей.
  5. Операция наплавочная. Предназначена для нанесения металла на изношенные участки детали.
  6. Токарная операция. Предназначена для получения чистых поверхностей детали после наплавки и является подготовительной операцией перед шлифовкой детали.
  7. Фрезерная операция. На этой операции производится изготовление шлицевых пазов.
  8. Термическая операция. Производится закалка рабочих поверхностей. Для этой операции применяем установку ТВЧ.
  9. Шлифовальная операция. Здесь выполняется чистовая обработка рабочих поверхностей в номинальный размер.
  10. Операция контрольная.

 

  Выбор и расчет режимов выполнения основных технологических операций.

Операция моечная.

Мойка деталей нужна для того, чтобы можно было ее продефектовать. Эту операцию выполняем в моечной машине погружного типа ОМ-316. Моющая жидкость –лабомид-101. Время на эту операцию выбираем по нормативам из справочника и принимаем 20 мин.

Операция дефектации детали.

На этой операции производится контроль наиболее изнашиваемых поверхностей. Для определения годности детали мы сравниваем реальные размеры детали с теми размерами, которые указаны в таблицах дефектации. Время на эту операцию принимаем 7 минут.

Операция токарная. (правка центровых отверстий).

Эту операцию производим с использованием 3-х кулачкового  патрона. Сначала точим, потом переворачиваем деталь и делаем тоже самое с другой стороны. Для этой операции используем центровочное сверло.

Рассчитаем режимы обработки.

Сначала назначаем подачу и глубину  обработки, а потом считаем скорость резания. Потом скорость резания  переводим в число оборотов заготовки.

Подача резца: S = 0,14 мм/об

t = 0,5 d = 2 мм

СV = 140

Т = 90

xv = 0

yv = 0,5

m = 0,2

= 0,9

=0,3

= 1

= 0,8

= 0,9*0,3*1,08=0,216

 

 

Вычисляем число оборотов шпинделя

 

По паспорту станка принимаем  число оборотов

Рассчитываем действительную скорость резания 

Находим основное время  Т0

Операция токарная.

Переход 1. На данном переходе производим точение изношенных поверхностей до удаления следов износа. Место под подшипник протачиваем до диаметра 39 мм.

S = 0,14 мм/об

t =  0,5 мм

Вычисляем число оборотов шпинделя

 

По паспорту станка принимаем число оборотов

 

Находим основное время  Т0

 

Расчитаное время затрачивается  только на снятие стружки за один проход. Принимаем, что для удаления изношенной поверхности требуется 2 прохода, то получим То = 0,7 мин.

Общее время на обработку  включает в себя время на подготовку к операции, время на установку  инструмента и его замену, время  на измерение размеров и т.д.

При назначении режимов  обработки допускается использовать укрупненные нормативные данные для определения времени обработки. Для этого воспользуемся справочником технолога-нормировщика.

Принятые нормы времени  на эту операцию записаны в технологическую  таблицу.

 

 

Операция  наплавочная.

Оборудование: станок токарно-винторезный 16К20; сварочный выпрямитель ВС600, установка для вибродуговой наплавки с головкой ГМВК-2.

Переход 1. Установить вал  и закрепить его на станке

Переход 2. Наплавить шейки до диаметров 43 мм.

Диаметр проволоки ;

Сила тока ;

Напряжение  ;

Скорость наплавки

,

где – коэффициент наплавки ; ;

– толщина наплавочного слоя, ;

γ – плотность электродной  проволоки, ( γ);

– шаг наплавки;

– сила тока.

Шаг наплавки:

,

.

Принимаем шаг наплавки 1 мм/об.

Толщина наплавочного слоя:

,

где – номинальный диаметр детали, ;

 – диаметр изношенной детали  после ее подготовки и наращивания;

 – припуск на механическую  обработку после нанесения покрытия.

.

.

.

Частота вращения детали

.

Скорость подачи проволоки

.

Вылет электрода 

.

Смещение электрода 

.

На этой операции производим наплавку шлицевой части вала, но только без вращении детали. Перемещение головки производим вручную. Сначала наплавляем одну сторону шлица, а потом переворачиваем деталь и заплавляем вторую сторону.

Время на наплавочную  операцию определяем по нормативам.

 

 

Операция токарная.

На данной операции производим   проточку цилиндрических участков соответственно в размеры  40,5 мм.

Данная операция производится за одну установку с использованием заднего центра на токарно-винторезном станке.

Режимы резания:

А) Подача инструмента: 0,3  мм/об.

Б) Скорость резания:

Станок 16К20.  Режущий  инструмент левый и правый проходные  резцы 

При этом средняя глубина  резания t = 1,0 мм.                    

Подача  S = 0,3 мм/об.

Вычисляем скорость резания  по формуле:

Число оборотов шпинделя рассчитываем по формуле:

Принимаем по паспорту станка число оборотов n = 800 об/мин.

Операция выполняется  за 2 перехода.

Операция фрезерная.

На этой операции проиводится фрезерование шлицевых пазов. Операция выполняется дисковой шпоночной фрезой диаметром 100 мм, шириной – 6 мм.

Оборудование: Горизонтально-фрезерный  станок 6Н82Г

Переход 1. Установить вал на станке и закрепить его.

       Переход 2. Фрезеровать канавку на глубину  4.5 мм.

Глубина фрезерования   

Подача на один зуб фрезы 

Скорость резания

,

где – период стойкости;

Рассчитаем поправочный коэффициент :

,

где – коэффициент, учитывающий качество обработки материала

 – коэффициент, учитывающий  состояние поверхности заготовки  ;

 – коэффициент, учитывающий инструментальный материал .

.

Сила резания

,

где n – число оборотов фpезы

Принимаем n = 1000 об/мин.

 

 

Крутящий момент на шпинделе

Мощность резания

 

Переход 3. Повторить переход  2 раза.

 

Операция термическая.

        Оборудование: Установка ТВЧ Л367В.

Переход 1. Произвести закалку поверхностей вала под подшипники до твердости HRC45.

Время на данную операцию определяем по нормативам:

Тнапл = 1,4 мин.

Большую часть времени  составляет подготовительно-заключительное – 12 мин.

 

Операция шлифовальная

Оборудование: Станок кругло - шлифовальный 3Б151

Переход 1. Установить вал на станок

Переход 2. Шлифовать шейку под шариковый подшипник до диаметра 40 мм.

Основными элементами режима резания  при шлифовании является:

а) окружная скорость рабочего круга  ,

б) глубина шлифования ,

в) скорость вращательного или поступательного  движения ,

г) продольная подача .

Мощность при шлифовании

,

где – ширина шлифовального круга в ; ,

– постоянная,

.

.

 

 

Операция контрольная.

Время на данную операцию определяем по нормативам:

Тнапл = 7 мин.

 

Расчет трудоемкости работ и планировка участка

Время на обработку одной  детали определим как сумму всех времен по операциям:

Тшт =  189,4 мин.

Программа ремонта по заданию составляет 1800 деталей в год. Общее время определим:

Тгод = 189,4 * 1800/60 = 5682 час.

 

Количество работников определится:

Nраб = 5682/1724 = 3,3.

Назначаем штат рабочих:

  1. Токарь.
  2. Фрезеровщик.
  3. Термист.
  4. Шлифовщик, который совмещает обязанности контролера, который производит и операцию очистки деталей.

Количество оборудования также определяется из годовой трудоемкости, поэтому оборудование назначаем, исходя из требований технологического процесса.

  1. Станок токарно-винторезный мод. 1К62.
  2. Установка ТВЧ
  3. Слесарный стол.
  4. Рабочее место дефектовщика.
  5. Горизонтально-фрезерный станок.
  6. Кругло-шлифовальный станок.

Сводим все необходимое  оборудование и его площади в таблицу.

Таблица 1

Примерный перечень основного  оборудования                                              

 

Наименование оборудования и оснастки

Марка, тип, модель

Краткая техническая  характеристика

Габаритные размеры (длина х ширину), мм

Занимаемая площадь, м2

Установленная мощность электродвигателей, кВт

Металлорежущие

        

Станок токарный

16К20

3080х1565

4,8

9,5

фрезерный

6Н82Г

1200х1450

1.26

6

Кругло-шлифовальный

3Б151

1750х2100

4,4

5

Термичесое

        

Установка ТВЧ

Л 367В

2800Х4200

11,7

65

Сварочное

        

Сварочный пост с трансформатором

ТСП-2

1400Х1500

2,1

8

Ванна моечная

  

1380х1600

2,2

  
     

26,7

  

 

Суммарная площадь равна:

S = 26,7  м2.

К основному оборудованию необходим комплект дополнительного, список которого приведен ниже:

Таблица 2

Примерный перечень дополнительного  оборудования                                              

 

Наименование оборудования и оснастки

Краткая техническая  характеристика

Габаритные размеры (длина  х ширину), мм

Занимаемая площадь, м2

Количество

Суммарная площадь, м2

Шкаф для инструмента

700х1200

0,8

4

3,2

Решетка деревянная

1100х2300

2,53

4

10,1

Стеллаж для заготовок, деталей

1400х2500

3,5

4

14

Стол дефектовщика

1900Х2500

3,9

1

3,9


 

Суммарная площадь дополнительного оборудования:

S = 31,2 м2.

Общая площадь, определится:

S = 26,7 + 31,2 = 57,9 м2.

С учетом проходов и расстояний между  оборудование и от стен участка по нормам безопасности общая площадь  участка по восстановлению катков составит:

S = 57,9 х 4,5 = 260,1 м2.

Размеры участка принимаем, исходя из стандартной ширины проема 6 метров. Тогда длина участка будет: L = 260,1/6 = 43 м.

Принимаем длину участка 45 м.


Разработка технологии ремонта детали типа «ось»