Восстановление трубы впускной 66-1008014

 

 

 

 

Содержание

 

 

 

 

 

Введение

Роль автотранспорта в решении народно-хозяйственных задач страны очень велика. Автотранспортные перевозки составляют около 70% всех перевозок в стране. Расширение экономических связей страны является стимулом совершенствования автомобильного производства.

Авторемонтное производство существенно отличается от производства автомобилей. Основной причиной этих различий является неодинаковость исходного продукта, из которого в ходе производства формируется изделие. Основным исходным продуктом автомобильных заводов являются различные машиностроительные материалы, из которых получают заготовки и изготавливают детали. Исходным продуктом авторемонтного предприятия являются ранее выпущенные автомобили и их агрегаты, утратившие работоспособность — ремонтный фонд. Как автомобильные заводы, так и авторемонтные предприятия наряду с основным исходным продуктом используют дополнительно также детали, узлы, агрегаты и приборы, получаемые по кооперации от смежных предприятий. Но эти поставки для заводов, изготовляющих или ремонтирующих автомобильную технику, не имеют определяющего значения.

Основная задача авторемонтных предприятий в настоящий период заключается в совершенствовании качества своей продукции и в первую очередь в повышении наиболее важного комплексного показателя качества — надежности отремонтированных автомобилей.

Успешное решение этой общей задачи сопряжено с необходимостью дальнейшего ускоренного развития всей авторемонтной системы путем осуществления широкого комплекса разнообразных мероприятий, важнейшими из которых являются:

применение прогрессивных форм организации производства; внедрение высокопроизводительного механизированного и автоматизированного технологического оборудования;

использование технологических процессов ремонта, основанных на последних достижениях науки и техники;

совершенствование организации материально-технического обеспечения предприятий, цехов, участков и рабочих мест;

применение технической документации на ремонт, отвечающей требованиям действующих государственных стандартов;

строгое соблюдение технологической и трудовой дисциплины, обеспечение точного выполнения производственного процесса;

систематическое повышение уровня технической подготовки кадров и совершенствование воспитательной работы среди рабочих и ИТР;

применение передовых форм оплаты труда, материального и морального стимулирования исполнителей;

улучшение социально-бытовых условий труда и жизни работников, создание в рабочих коллективах предприятий здорового, морального климата и творческой обстановки;

совершенствование форм социалистического соревнования отдельных исполнителей и коллективов работников.

Необходимость внедрения современных методов обслуживания и ремонта автомобилей вызвана, в значительной мере, появлением широкой гаммы автомобилей-иномарок, сервисное обслуживание которых находится на более высоком техническом уровне. На ремонтных предприятиях внедряются прогрессивные технологии ремонта, повышающие его качество и позволяющие продлить сроки службы автомобилей.

Целью данного курсового проекта является разработка технологического процесса восстановления трубы впускной в сборе автомобиля ГАЗ-66.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Технологическая часть

1. Обоснование размера производственной партии

 

Определение оптимальной величины партии (ориентировочно):

где N - производственная программа изделий в год;

по заданию N=12000 авт./год.

n - число деталей в изделии;

t- необходимый запас деталей в днях для обеспечения непрерывности сборки;

t=5дней - для средних деталей, хранение которых возможно многоярусных стеллажах;

Фдн=253 число рабочих дней в году.

Округляем величину партии: Х=240 шт.

 

2. Разработка технологического процесса восстановления детали

1. Ремонтный чертеж детали

Рис. 1 Труба впускная в сборе 66-1008014. Ремонтный эскиз

 

2. Характеристика узла и условий работы

 

Впускной тракт служит для подвода свежего заряда (горючей смеси или воздуха) к цилиндрам двигателя. Впускной тракт включает в себя заборник атмосферного воздуха, впускные трубопроводы, воздушный фильтр, устанавливаемый в разрыв впускных трубопроводов, впускной коллектор, впускные патрубки и впускные каналы головки цилиндров.

Параметры впускного тракта оказывает очень сильное влияние на характер изменения мощности и крутящего момента. За счет правильного определения размеров трубопроводов и настройки впускного тракта можно добиться значительно большего наполнения цилиндров, чем, к примеру, путем совершенствования формы изгибов трубопроводов выпускной системы. Основные требования, предъявляемые к впускному тракту, заключаются в обеспечении минимального сопротивления на впуске и равномерном распределении горючей смеси по цилиндрам двигателя.

Впускные трубопроводы выполняются в виде отливок из алюминиевого сплава или чугуна. На V- образном двигателе ГАЗ–66 впускные трубопроводы, установленные сверху на блоке цилиндров, имеют рубашку, в которой циркулирует жидкость системы охлаждения и подогревает горючую смесь.

Материал основной детали узла, подлежащей ремонту – алюминиевый литейный сплав АЛ-4. Сплав отличается высокой герметичностью. Сплав предназначен для изготовления деталей средней и  большой нагруженности.

Химический состав сплава АЛ-4 приведен в таблице.

 

Таблица 1 Химимческий состав в % материала АЛ4

Fe	Si	Mn	Al	Cu	Pb	Be	Mg	Zn	Sn	Примесей	-
До 1	8-10,5	0,2-0,5	87,2-91,63	До 0,1	До 0,05	До 0,1	0,17-0,3	До 0,2	До 0,01	Всего 1,5	Ti+Zr <0,15

 

Механические свойства при 20º материала АЛ4:

Литье в песчаную форму: σв=260 МПа; σТ=200 МПа; δ=4%.

Литье под давлением:  σв=290 МПа; σТ=160 МПа;; δ=2%.

Деталь работает в условиях знакопеременных температурных и вибрационных нагрузок, что определяет характер дефектов: трещины, коробление прилегающей плоскости, течь через отверстия под шпильки крепления трубы.

Выход детали из строя (сквозные трещины, поломка или недопустимо большой износ) приводит к выходу из строя автомашины.

 

3. Выбор способов восстановления детали

 

Класс детали – «корпусная деталь». Общим технологическим признаком для корпусных деталей является наличие развитой плоской поверхности и двух установочных отверстий, используемых в качестве установочной технологической базы как при изготовлении, так и при восстановлении деталей данного класса.

Материал – алюминиевый сплав АК7 (АЛ4) ГОСТ 1583-2001.

Трещины, а также обломы устраняют электродуговой сваркой; Отверстие под шпильки крепления трубы восстанавливают заваркой его или постановкой ДРД с последующей обработкой под размер рабочего чертежа.

Коробление привалочной плоскости величиной более 0,2 мм устраняется шлифованием по плоскости.

 После восстановления к детали предъявляют следующие технические требования:

 - негерметичность , течь воды не допускаются при испытании водой под давление 0,3…0,4 МПа;

 - отклонение от плоскостности прилегающей поверхности после обработки не более 0,1 мм.

Характерные дефекты, возникающие в эксплуатации у рассматриваемого класса деталей в применении трубе впускной (рис.1) представлены в таблице.

 

 

 

 

Таблица 2- Основные дефекты трубы впускной и методы устранения

 

Номера позиций эскиза соответствуют номеру позиции дефекта в таблице 2.

4. Схема технологического процесса и план операций

 

Восстановление производится в соответствии с рекомендациями изготовителя на основании карты дефектов (таблица 3), представленной в «Руководстве по ремонту…».

 

Таблица 3-Карта дефектации трубы по устраняемым дефектам

Поз на рис.2	Дефекты	Размеры, допустимые без ремонта, мм	Заключение
1	2	3	4
1	Трещины	Не допускаются	Восстановить сваркой  электродуговой
4	Коробление поверхности 4 сопряжения с головками цилиндров	Отклонение от плоскостности не более 0,2 мм	Износ в пределах ремонтных размеров устранить перешлифовкой. При износе более ремонтного размера отверстия восстановить постановкой ДРД
5	Течь воды через отверстия под шпильки крепления трубы	-	Отверстия восстановить заваркой или постановкой ДРД с последующей обработкой в размер рабочего чертежа

 

При разработке технологического процесса восстановления корпусных деталей в первую очередь следуют операции по устранению механических повреждений, так как применяемые для этой цели сварочные процессы вызывают возникновение остаточных напряжений, приводящих в итоге к короблению восстановленных деталей.

Поэтому сварочные в наплавочные операции выполняются до операций по восстановлению привалочных плоскостей.

Два установочных отверстия, как правило, не изнашиваются, вследствие этого обработка остальных привалочных поверхностей ведется при базировании по установочной плоскости и двум отверстиям.

Учитывая, что материалом детали является литейный алюминиевый сплав, для устранения трещин целесообразно применение ручной электродуговой сварки в среде аргона. Для устранения дефектов износа отверстий целесообразна заварка отверстия с последующей обработкой в размер по чертежу.

 

Таблица 4 Схема техпроцесса восстановления трубы впускной в сборе 66-1008014

Дефект	Метод устранения	№ операции	Наименование и содержание операций	Установочная база
Трещины	Ручная электродуговая сварка в среде аргона	1	Слесарная Зачистить кромки трещины.	Поверхность  сопряжения с головками цилиндров
		2	Термическая Нагреть деталь до температуры 180…300 ºС в соответствии с техпроцессом	-
		3	Сварочная Заварить трещину. Контролировать качество сварки	-
Коробление поверхности 4 сопряжения с головками цилиндров	Шлифование поверхности сопряжения	1	Шлифовальная Шлифовать поверхность сопряжения в ремонтный размер.	Отверстия крепления трубы к головкам цилиндров
		2	Контрольная Контролировать отклонение от плоскостности восстановленной поверхности	Отверстия крепления трубы к головкам цилиндров
			Сверлильная Сверлить резьбовые отверстия в размер Ø18	Поверхность  сопряжения с головками цилиндров
Течь воды через отверстия под шпильки крепления трубы	Заварка отверстий крепления с последующей механической обработкой	1	Сварочная Заварить изношенные отверстия под шпильки крепления трубы	-
		2	Сверлильная Сверлить отверстия под резьбу по техпроцессу	Поверхность  сопряжения с головками цилиндров
		3	Слесарная Нарезать резьбу в размер согласно требованиям чертежа	Поверхность  сопряжения с головками цилиндров
		4	Контролировать деталь на герметичность	-

 

Основными методами устранения дефектов в деталях из алюминиевых сплавов являются различные виды сварки: газовая, электродуговая и аргонно-дуговая.

Ручная дуговая  электросварка осуществляется постоянным и переменным током. Деталь перед сваркой должна быть очищена от грязи, масла и ржавчины. Трещины должны быть засверлены по краям. При сварке деталей встык до толщины 8 мм кромки не разделывают.

В практике неразделанные кромки заваривают поперечными швами. В результате продольной усадки шва края трещины плотно стягиваются и становятся водонепроницаемыми.

Подготовка детали из алюминиевого сплава перед сваркой отличается тем, что нет надобности в засверловке отверстий на концах трещин, так как при нагреве детали длина трещин не увеличивается. Перед сваркой (наплавкой) деталь целесообразно подогреть до температуры 180—300° С (в зависимости от толщины свариваемого металла). Детали, имеющие толщину дефектных стенок менее 3 мм, можно не подогревать. Время подогрева до необходимой температуры устанавливают опытным путем отдельно для каждой детали в зависимости от мощности источника подогрева.

Аргонно-дуговая сварка деталей из алюминиевых сплавов по сравнению с ручной электродуговой и газовой сваркой этого металла обладает некоторыми преимуществами, например, более высоким качеством получаемых сварных соединений, отпадает необходимость в применении флюсов и электродных покрытий.

 

3. План технологических операций

 

Таблица 5-План технологических операций

№ п/п	Наименование и содержание операций	Оборудование	Приспособления	Инструмент
				рабочий	измерительный
1	Слесарная Зачистить кромки трещины и засверлить  в размер Ø18 восстанавливаемые отверстия	Шлифмашинка; станок сверлильный		Круг шлифовальный 2727-0013-0014 ГОСТ 16179-70; Сверло 18 Н14 ГОСТ 10902-84	-
2	Термическая Нагреть деталь	Горелка газовая		-	-
3	Сварочная Заварить трещину. Заварить  восстанавливаемые отверстия	Установка сварочная УДГ-5010	Приспособление для сварки	Электроды  Ø 3…4 мм
4	Слесарная Зачистить сварные швы, обеспечивая шероховатость поверхности шва согласно чертежу	Электрическая шлифовальная машина ИЭ-2004Б-1		Круг шлифовальный ПП 50х32х16-Э-К ГОСТ2424-83
4	Контрольная Контролировать качество сварки.
5	Сверлильная Сверлить отверстия под шпильки крепления трубы в размер согласно техпроцессу	Станок вертикально-сверлильный 2А150	Кондуктор для сверления; патрон сверлильный трехкулачковый с ключом ГОСТ 8552-88	Сверло Ø 15,4 Н14 ГОСТ 10902-84	Пробка  Ø 15,4 Н14
6	Сверлильная Нарезать резьбу М18х1,5 в восстанавливаемых отверстиях	Станок вертикально-сверлильный 2А150	Кондуктор для сверления; патрон сверлильный трехкулачковый с ключом ГОСТ 8552-88	Метчик М18х1,5 ГОСТ 3266-81	Пробка резьбовая М18х1,5
7	Шлифовальная Шлифовать поверхность  сопряжения с головками цилиндров	Станок плоскошлифовальный Модель 3Б722	Тиски станочные с механизированным приводом ГОСТ 14904-80	Круг шлифовальный ПП-450х63х203 14А40СТ17К5 ГОСГ 2424-83	Плита поверочная ГОСТ 10905-86; щуп 0,2 мм ГОСТ 882-75.
8	Контрольная Контролировать деталь на соответствие чертежу	Стол контрольный

 

2. Расчет операций по восстановлению деталей

1. Расчет режимов обработки

1. Исходные данные

 

Параметры режимов обработки следующие:

• - обработка деталей на металлорежущих станках
• стойкость инструмента;
• глубина резания;
• подача;
• скорость резания;
• частота вращения детали (или инструмента);
• мощность резания.
• Ручная электродуговая сварка
• сила сварочного тока;
• скорость наплавки;
• шаг наплавки;
• высота наплавленного слоя за один проход;
• положение шва;
• присадочный материал и др.

Материал детали – сплав АЛ4.

Требуемая шероховатость поверхности

• Rz 40 – на резьбовой поверхности отверстий;
• . Ra 0,63 – на поверхности сопрягаемой с цилиндрами.

Определение режимов сварки производится с учетом типа сварки, вида восстанавливаемой поверхности, применяемого оборудования:

• Диаметр электродов принимается в пределах 3…10 мм, предпочтительно – dэ =3,5 мм.
• Сила сварочного тока, А - 140-250.

Для сверлильных и резьбонарезных работ главное движение – вращение инструмента, вспомогательное движение – подача инструмента.

Деталь – труба впускная ГАЗ-66

резьбовое отверстие М18х1,5.

Материал – АЛ4.

Твердость – 50 НВ.

Масса детали – не более 10 кг.

Оборудование- станок вертикально-сверлильный модели 2А150.

Режущий инструмент – сверло Ø 15,4 Н14 ГОСТ 10902-84; метчик М18х1,5 [9].

Установка детали – в приспособлении.

Условия обработки – без охлаждения.

2. Содержание операций

 

Содержание операции 5 и 6:

Установить деталь в приспособлении.

Установить приспособление с деталью на станок.

Сверлить отверстие под шпильку крепления.

Нарезать резьбу М18х1,5 в просверленном отверстии.

Снять деталь.

3. Расчет припусков на обработку

 

h=(d-D)/2 

Операция5 : h1=(d-D)/2=15,4/2=7,7 мм

Операция 6 : h2=(d-D)/2=(18-15,4)/2=1,3 мм

Таким образом, выполнен подготовительный расчет для расчета норм времени.

 

4. Расчет режимов резания

 

Для сверлильных работ главное движение – вращение инструмента, вспомогательное движение – подача инструмента.

Диаметр отверстия – Ø 15,4Н14 мм.

Длина отверстия -6 мм.

Материал детали – АЛ4.

Шероховатость обработанной поверхности после сверления Rz 40.

Масса детали – не более 10 кг.

Оборудование- станок вертикально-сверлильный 2А150.

Режущий инструмент – сверло Ø 15,4 Н14 ГОСТ 10902-84 [9].

Установка детали – в приспособлении.

Условия обработки – без охлаждения.

Операции технологического процесса.

Сверлильная  1. Сверлить  отверстие в размер Ø 15,4 Н9мм

Сверлильная  2. Нарезать резьбу М 18х1,5

Расчет режимов обработки.

Глубина резания h определяется по формуле:

h=d/2  = 15,4/2=7,7 мм

где h – глубина резания при сверлении, мм.

d – диаметр сверла, мм.

Число проходов – 1.

S0т=0,4 мм/об. -

Скорость резания V=48 м/мин.

Корректирование скорости резания:

Кlv=1 – в зависимости от длины отверстия;

Кuv=1 – для инструмента с режущей частью из материала Р18.

Окончательно скорость резания:

Частота вращения шпинделя станка определяется по формуле:

где  Vр - скорость резания, м/мин;

По паспортным данным станка уточняется частота вращения шпинделя:

n=735 об/мин

 

Расчетная длина обработки:

Lp=l+y

где  l – длина обрабатываемой поверхности, мм;

 у - врезание и перебег инструмента при сверлении напроход;

y=8 мм.

Lp=l+y=6+8=14 мм

 

Таким образом, выполнен подготовительный расчет для выполнения расчета норм времени.

 

5. Расчет норм времени

 

В данном проекте необходимо определить нормы времени по сварочным и сверлильным операциям.

Материал детали – сплав алюминиевый литейный АЛ4.

 

 

Техническое нормирование сварки

Основное время для сварки определяется по формуле:

То=(60∙G/αн∙I) ∙A∙m

где G – масса наплавленного металла, г;

G=V∙γ

γ – плотность наплавленного металла, г/см3;

 V - объем наплавленного металла, см 3; при заварке трещин V определяется:

V=F∙L

где L – длина шва, см;

F – площадь поперечного сечения шва, см2;

При наличии трещины длиной 65 см шириной 1,5 мм  при толщине стенки 3 мм площадь поперечного сечения шва определяется величиной F=0,3∙0,15=0,045 см2.

αн – коэффициент наплавки, т.е. масса наплавленного металла в граммах, наплавляемого в течение часа при силе тока  в 1 А, г/А∙ч;

I – сила тока, зависит от диаметра электродов.

А – коэффициент, учитывающий длину шва;

m – коэффициент, учитывающий положение шва в пространстве.

Выбор Ø электрода.

Диаметр электродов для сварки выбирается в зависимости от толщины свариваемого материала.

При толщине материала 3-5 мм рекомендуемый диаметр электрода – Ø 3…4 мм, электрод биметаллический с меловой обмазкой марки ОЗА-2 (применяется для заварки дефектов в деталях из алюминиевых сплавов).

Выбираем диаметр электрода Ø3 мм; αн =6,5; I=140…170А.

При длине шва L> 50 мм  А=1,7.

При расположении шва в горизонтальной плоскости сверху (нижний шов) m=1.

То=(60∙G/αн∙I) ∙A∙m

V=F∙L=0,045∙6,5=2,925 см3;

G=V∙γ=2,925∙2, 8=8,2 г

То=(60∙8,2/6,5∙160) ∙1,7∙1=0,8 мин.

Вспомогательное время определяется по формуле:

-вспомогательное время, связанное со свариваемым швом – затраты на очистку кромок детали перед сваркой, на замену электродов, зачистку шва при сварке, время на возбуждение дуги, на осмотр, измерение и очистку шва от шлака и брызг после сварки, мин.;

=1 мин. для двухстороннего стыкового  шва без скоса кромок (табличные  данные);

- вспомогательное время, затраченное на свариваемое изделие, распределяется на установку, повороты, снятие сварных изделий и подноску на расстояние до 5 м, мин.; =0,7 мин.

- вспомогательное время на перемещение сварщика и протягивание электродов. =0,5 мин.

Тв=1+0,7+0,5=2,2 мин.

Дополнительное время на обслуживание, отдых и личные надобности определяется по формуле

αдоп.- процент дополнительного времени определяется в зависимости от условия выполнения сварки; при сварке в удобном положении αдоп.=13%.

В операции сварки

Тогда дополнительное время определяется:

=(0,8+2,2)∙13/100=0,39 мин.

Штучное время сварки определяется по формуле:

=0,8+2,2+0,39=3,39 мин.

Штучно-калькуляционное время определяется по формуле:

 

V - объем наплавленного металла, см 3; при заварке отверстий V определяется:

V=F∙L

где L – длина шва, см;

F – площадь поперечного сечения шва, см2;

При наличии отверстия длиной 0,6 см диаметром 18 мм  при толщине стенки 5 мм площадь поперечного сечения шва определяется величиной F=π•R2= π•0,9=2,54 см2.

αн – коэффициент наплавки, т.е. масса наплавленного металла в граммах, наплавляемого в течение часа при силе тока  в 1 А, г/А∙ч;

I – сила тока, зависит от диаметра электродов.

А – коэффициент, учитывающий длину шва;

m – коэффициент, учитывающий положение шва в пространстве.

Выбор Ø электрода.

Диаметр электродов для сварки выбирается в зависимости от толщины свариваемого материала.

При толщине материала 3-5 мм рекомендуемый диаметр электрода – Ø 3…4 мм, электрод биметаллический с меловой обмазкой марки ОЗА-2 (применяется для заварки дефектов в деталях из алюминиевых сплавов).

Выбираем диаметр электрода Ø3 мм; αн =6,5; I=140…170А.

При длине шва L≤ 50 мм  А=1,4.

При расположении шва в горизонтальной плоскости сверху (нижний шов) m=1.

То=(60∙G/αн∙I) ∙A∙m

V=F∙L=2,54∙6,5=16,5 см3;

G=V∙γ=16,5∙2, 8=46,2 г

То=(60∙46,2/6,5∙160) ∙1,4∙1=3,73 мин.

Вспомогательное время определяется по формуле:

-вспомогательное время, связанное со свариваемым швом – затраты на очистку кромок детали перед сваркой, на замену электродов, зачистку шва при сварке, время на возбуждение дуги, на осмотр, измерение и очистку шва от шлака и брызг после сварки, мин.;

=1 мин. для двухстороннего стыкового  шва без скоса кромок (табличные  данные);

- вспомогательное время, затраченное на свариваемое изделие, распределяется на установку, повороты, снятие сварных изделий и подноску на расстояние до 5 м, мин.; =0,7 мин.

- вспомогательное время на перемещение сварщика и протягивание электродов. =0,5 мин.

Тв=1+0,7+0,5=2,2 мин.

Дополнительное время на обслуживание, отдых и личные надобности определяется по формуле

αдоп.- процент дополнительного времени определяется в зависимости от условия выполнения сварки; при сварке в удобном положении αдоп.=13%.

В операции сварки

=3,73

Тогда дополнительное время определяется:

=(3,73+2,2)∙13/100=0,77 мин.

Штучное время сварки определяется по формуле: