Автоматическая наплавка в среде углекислого газа

ВВЕДЕНИЕ

 

 

1. Разработка технологии восстановления детали.

 

В процессе эксплуатации автомобиля его надежность и другие свойства постепенно снижаются вследствие изнашивания  деталей и усталости материала. Необходимость и целесообразность ремонта автомобилей обусловлены прежде всего неравнопрочностью их деталей и агрегатов.

Только благодаря ремонту  можно поддерживать существование  машины до истечения срока ее полезного  использования.

Цель курсового проекта - рассчитать процесс восстановления поверхности вала под подшипник.

Задача курсового проекта - рассчитать режимы наплавки, точения  и шлифования детали; определить время  на каждую операцию.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Расчетная часть

2.1 Расчет режимов  выполнения основных

технологических операций и техническое нормирование при наплавки

Автоматическая  наплавка в среде углекислого газа

 

      Скорость  наплавки  , м/ч

 

.

                                                       (1)

 м/ч

 

                               

Частота вращения детали , мин^-1

 

.

                                                     (2)

мин^-1

 

                                          

Таблица 4-Зависимость силы тока от диаметра детали

 

 

Диаметр проволоки, мм	Диаметр детали, мм	I, А	U, В
До 0,8	10…20	70…95	18…19
0,8…1	20…30	90…120	18…19
1,0	30…40	110…140	18…19
1…1,2	40…50	130…160	18…20
1,2…1,4	50…70	140…175	19…20
1,4…1,6	70…90	170…195	20…21
1,6…2	90…120	195…225	20…22

 

Скорость подачи проволоки  , м/ч

 

,

                                                                        (3)

м/ч

 

 

 

      Шаг  наплавки S , мм/об

 

,                                              (4)

 

                               

      Вылет  электрода  , мм

 

,                                              (5)

                                    

      Смещение  электрода  l , мм

 

,                                             (6)

 

                                 

где – коэффициент наплавки, г/А·ч (при наплавке постоянным током обратной полярности =11– 14); 

  h – толщина наплавленного слоя, мм;

 – плотность электродной  проволоки, г/см³  ,   =7,85;

=2 – диаметр электродной проволоки, мм;

I – сила тока, А

 d – диметр детали, мм (табл. 4).

      Параметры  режима наплавки следует подставлять  в формулы без изменения размерностей.

      Толщина  слоя наплавки h, мм, наносимого на наружные цилиндрические поверхности, определяется по следующей формуле

 

,                                                     (7)

 

где И=2 мм – износ детали, мм;

 – припуск на обработку  перед слоем наплавки, мм (на сторону). Ориентировочно =0,1…0,3 мм;

 – припуск на механическую  обработку после нанесения слоя  наплавки, мм (на сторону, табл. 5).

 В зависимости от необходимой  твердости наплавленного слоя  применяют следующие марки проволок и флюсов.

 

Таблица 5-Припуск на механическую обработку при восстановлении деталей различными способами

 

 

Способ восстановления	Минимальный односторонний  припуск  , мм
Ручная электродуговая наплавка	1,4…1,7
Наплавка под слоем флюса	0,8…1,1
Вибродуговая наплавка	0,6…0,8
Наплавка в среде  углекислого газа	0,6…0,8
Плазменная наплавка	0,4…0,6
Аргонно-дуговая наплавка	0,4…0,6
Электроконтактная наплавка	0,2…0,5
Газотермическое напыление	0,2…0,5
Осталивание	0,1…0,20
Хромирование	0,05…0,1

 

   

  Наплавка проволоками Св-08А,  НВ-30, НП-40, НП-60, НП-30ХГСА под слоем  плавленых флюсов (АН-348А, ОСЦ-45) обеспечивает  твердость НВ 187-300. Использование  керамических флюсов (АНК-18, ШСН)  с указанными проволоками позволяет  повысить твердость до HRC 40-55 (без термообработки).

 

 

где   – основное время, определяется по следующей формуле

 

,

                                                    (8)

 

 

                    

где l – длина направляемой поверхности детали, мм;

n – количество наплавляемых деталей в партии, шт. (в учебных целях можно принять 7–22 шт.); n=10

– вспомогательное время наплавки (в учебных целях для механизированных способов наплавки принимается равным 2– 4 мин;Tпз=16

   – дополнительное время, определяется по следующей формуле

 

,                                                (9)

 

 

где  К=10 – 14 % – коэффициент, учитывающий долю дополнительного времени от основного и вспомогательного;

– принимается (в учебных целях) равным 16 – 20 мин.

 

Норма времени на выполнение наплавочных  работ под слоем флюса и  другими механизированными способами  наплавки складывается из следующих элементов затрат времени

 

    ,                                                (10)

 

 

Штучно-калькуляционное  время Тшт.к, мин	Скорость подачи проволоки Vпр, мм	Толщина  слоя наплавки  h, мм	Скорость наплавки Vн, м/мин	Частота вращения детали , мин-1
1	2	3	4	5
4	35,4	1,6	46,9	3,31

 

 

1.3 Расчет режимов  резания и норм времени при  точении

      При  гладком точении производят черновую  и чистовую обработку заготовки.

      При черновой обработке  поверхности назначаем наибольшую  глубину резания t_чер, мм, чтобы по возможности снять припуск за один проход i, поэтому принимаем t_чер.=2 мм, i =1 .

      При чистовой обработки  заготовки для заданного ее  диаметра припуск составляет не более 1,5мм и снимается за один проход. Для наших условий принимаем глубину резания t_чист=0,6 мм, i = 1.

      Подача режущего  инструмента выбирается в зависимости  от глубины резания, требуемой  чистоты и точности обработки,  диаметра детали. Принимаем для наших условий при черновом точении S_черн = 0,6 мм/об, чистовом S_чист = 0,07 мм/об.

     Исходные  данные: длина обрабатываемой поверхности l=40мм. Для чернового и чистового точения выбираем токарный проходной упорный резец с углом в плане 90°, с пластинами из твердого сплава ГОСТ 18879-83.

Определяем  скорость резания  v, м/мин , по формуле      

 

,                                                (11)

      

  где     С_U- поправочный коэффициент; С_U=350;

             Т – среднее значение стойкости инструмента, мин; T=60 мин;

            M – показатель степени; M=0,20;

            X– показатель степени; X=0,15;

             Y– показатель степени; Y=0,35;

              Kv – поправочный коэффициент. Kv =0,41.

 

Для черновой

v, м/мин

 

Для чистовой

v, м/мин

       

              Определяем усилие резания P_z, Н, по формуле  

                        

                                                                (12)

 

              где    С_p – постоянная резания; С_р=300;

                        X – показатель степени; X=1,0;

                        Y – показатель степени; Y=0,75;

                         N – показатель степени; N= -0,15;

                         k_p – поправочный коэффициент. k_p =0,87.

 

Для черновой

 H

Для чистовой

H

 

Определяем  потребную мощность станка N_п, кВт

 

                                                            (13)

кВт.

 

Выбираем станок 16 К 20,  N=10 кВт

        Так как станок с бесступенчатым  регулированием частоты вращения  шпинделя, то оставляем полученные  скорости без коррекции.

        Определяем частоту вращения  для выбранных скоростей резания n, об/мин

 

                   ,    об/мин                                              (14)

 

            где     D – диаметр обрабатываемой поверхности, мм.

 

Для черновой

Для чистовой

 

Основное время  операции Т_о, мин, определяется по формуле

 

                    ,                                                                 (15)

 

               где     L – расчетная длина обрабатываемой поверхности, мм;

  для черновой  обработки L=40мм, для чистовой обработки  L₁=40мм;

                          i – число проходов;

                          n – частота вращения, об/мин;

                          S – подача, мм/об.

 

Для черновой обработки

 

Для чистовой обработки

мин      

                         

  Вспомогательное время для чернового точения Т_в=2 мин, для чистового Т_в=2 мин.

           Дополнительное время Т_доп, мин, определяется по формуле

 

                              ,                                              (16)                                                               

Для черновой

  Т_доп=(16+0,78)∙0,08= 0,13мин.

Для чистовой

Т_доп=(0,25+0,78)∙0,08=2,0 мин.

 Штучно-калькуляционное время Т_шт.к, мин, определяется по формуле:

 

,                                              (17)

 

где - подготовительно – заключительное время 16, мин; n=10

 

Для чернового  точения

Т_шт.к=25+0,78+1,3+0,033= 18,1 мин.

Для чистового  точения

Т_шт.к=25+0,78+2+0,033=27,8 мин.

 

 

Режим точения	Подача S, мм	Глубина точения t, мм	Скорость точения v, м/мин	Мощность точения N, кВт
Черновое	0,6	2	1,5	0,4
Чистовое	0,07	0,6	2,3	0,4

 

 

1.4 Расчет  режимов шлифования.

Шлифование  торцом круга

 

 

 

_{где d- диаметр шлифования 75 мм}

_{b- ширина шлифования 20 мм,}

_{v- скорость круга заготовки,}

_{t- глубина шлифования,}

_{r, x, z- коэффициент и показатели степеней, где r- 0,5, x- 0,4, z- 0.}

_{предварительное шлифование}

 

 кВт

 

_{окончательное шлифование}

 

кВт

Выбор режимов резания при шлифовании

 

      Шлифование с продольной подачей. Глубина шлифования: t = (0,0025-0,01) мм/проход – при круглом чистовом шлифовании; t = (0,005-0,02) – при черновом шлифовании.

 

      Число  проходов                                       (19)

                                             ,                                                                     

для чистовой

 

 

для черновой                                     

 

где – припуск на шлифование (на сторону), мм.

 

      Продольная  подача S, мм/об

 

                                            ,                                           (20)

 

для чистовой

 мм/об

для черновой

 мм/об

 

где – продольная подача в долях ширины круга на один оборот детали;

 – ширина шлифовального  круга, мм; =20 мм.

 

      При  круглом шлифовании S зависит от вида шлифования

 

      1. S = (0,3 – 0,5) · – при черновом шлифовании деталей, изготовленных из любых материалов диаметром меньше 20 мм;

      2. S = (0,6 – 0,7) · – при черновом шлифовании деталей, изготовленных из любых материалов диаметром больше 20 мм;

      3. S = (0,75 – 0,85) · – для деталей из чугуна;

      4. S = (0,2 – 0,3) · – при чистовом шлифовании независимо от  материала и диаметра детали.

      Окружная  скорость детали  : = 20–80 м/мин (для черного шлифования); = 2–5 м/мин (для чистого шлифования).

      Число  оборотов детали (частота вращения) определяется по формуле (26).

 

      Скорость  продольного перемещения стола  , м/мин

 

                                            .                                             (21)

для чистовой

.   м/сек

для черновой

.  м/сек

 

      Основное время при шлифовании

 

                                            ,                                         (22)

для чистового

 м/сек

для чернового

 м/сек

где L – длина продольного хода стола, определяется по формулам

 

      При  шлифовании на проход, мм

 

                                            L = l + (0,2 – 0,4) · .                                  (23)

                   

      мм

 

 

где l – длина шлифуемой поверхности, мм;

K – коэффициент точности (коэффициент выхаживания, равный при черновом шлифовании 1,1; при чистовом – 1,4).

 

 

 

Режим шлифования	Подача S, мм	Глубина шлифования t, мм	Скорость шлифования v, м/мин	Мощность шлифования N, кВт
Черновое	4	0,025	4	0,68
Чистовое	12	0,010	2	1,14

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение.

 

            Данный курсовой проект содержит расчеты процессов для обработки детали, который включает в себя расчеты времени, частоты вращений детали.

             При обработке своей детали, можно  существенно сократить время  обработки и увеличить объем  обработанных деталей.

            Тем самым существенно повысится  производительность деталей.

В курсовом проекте я  научился определять:

• Общее время для обрабатываемой детали
• Скорость наплавки, точения, шлифования.
• Частоту вращения
• Глубину точения, шлифования
• Силу резания
• Толщину слоя наплавки
• Потребление мощности станка
• Штучно-калькуляционное время для обрабатываемой детали
• Определение суммарного времени для всех операций

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список используемой литературы

 

1. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя [Текст]. – М.: Машиностроение, 2001.
2. Виноградов В.М. Технологические процессы ремонта автомобилей [Текст]: учебное пособие для студ. учреждений сред. проф. Образования. – М.: Издательский центр «Академия», 2008.
3. Дольский А.М., Касилова А.Г. и др. Справочник технолога-машиностроителя [Текст]: Справочник в 2 томах.– М.: Машиностроение, 2001.
4. Карагодин В.И., Митрохин Н.Н. Ремонт автомобилей и двигателей [Текст]: Учебник для студентов сред. проф. учеб. заведений. – М.: Мастерство; Высшая школа, 2007.
5. Методические указания к курсовому проекту по дисциплине «Ремонт автомобилей» [Текст]: Омск: СиБАДИ, 2007.
6. Чекмарев А. А., Осипов В. К. Справочник по машиностроительному черчению [Текст]:справочное пособие для ВУЗов и техникумов.– М.: высшая школа, 2001.