№
|
Способ восстановления
|
КД
|
КТ
|
1
|
Плазменная наплавка
|
0,8
|
65
|
2
|
Наплавка в среде
углекислого газа
|
0,72
|
72,2
|
3
|
Электроконтактная приварка
ленты
|
0,85
|
120
|
4
|
Вибродуговая наплавка
|
0,86
|
52,0
|
Исходя из вышерассмотренных критериев, наиболее целесообразным для
восстановления ступицы шкива под сальник является вибродуговая наплавка с
последующей механической обработкой.
2.2 Разработка предварительного маршрута
восстановления и расчленения его на технологические операции
В самом начале всех операций ставим подготовительную операцию необходимую
для очистки и мойки ступицы от загрязнений.
Технологический маршрут: операция востановления , для получения
номинальных размеров и шероховатостей поверхности выбираю окончательную
механическую обработку - шлифование. Контрольная операция является последней,
при которой проверяется качество и точность выполненных работ, годность детали
к эксплуатации.
2.3 Выбор оборудования, приспособлений,
вспомогательного, режущего и измерительного инструмента
) Моечная (подготовительная): в качестве моющей установки выбираем
установку для мойки модели ОМ - 3600 наружного типа с вибрирующей платформой.
Моющее средство Лабомид - 102 с концентрацией 15 - 20 г/л и рабочей
температурой до 80º(стр.384, /3/).
2)
Предварительное шлифование: используем станок 3А151 , в качестве инструмента
круг шлифовальный ПП 500-30-305 15А 16Н М33К1 А35,
)
Вибродуговая наплавка. Для наплавки используем оборудование: станок
токарно-винторезный 1П611, сварочный выпрямитель ВДУ - 506;
приспособления:
наплавочная головка ОКС - 6569, мундштук специальной конструкции,
трехкулачковый самоцентрирующийся патрон, центр вращающийся 7032-0027 ГОСТ
13214-67, оправка цилиндрическая.
)
Окончательное шлифование: используем станок 3А151 , в качестве инструмента круг
шлифовальный ПП 500-30-305 15А 16Н М33К1 А35,
где 500 -
диаметр шлифовального круга, мм;
- ширина
шлифовального круга, мм;
- диаметр
отверстия шлифовального круга, мм;
А - круг
применяется для закаленных сталей, позволяет обрабатывать материал с высокой
твердостью;
Н -
зернистость мелкая с содержание зерен основной фракции 40-50 %;
М3 -
твердость абразивного инструмента - мягкая, т.к. твердость поверхности высокая;
- плотная
структура абразивного инструмента, применяется при твердых материалах;
К1 - связка
керамическая;
А - класс
круга точный;
- допускаемая
окружная скорость, м/с.
6) Контрольная.
Проверяем соответствие размеров номинальному на столе ОГГ-1468-0109А,
микрометр МК25 ГОСТ 6507-68, штангенциркуль ШЦ-II.
2.4 Разработка маршрутной карты восстановления
ступицы шкива коленчатого вала автомобиля ГАЗ-69
Маршрутная карта на восстановление оси состоит из операций, которые
выполняются в следующей последовательности:
) мойка (удаление грязи и масла с поверхности детали);
) шлифование;
) вибродуговая наплавка;
) шлифование;
) контрольная.
Наименование операций в маршрутной карте приводятся в прилагательной
форме и нумеруются в технологической последовательности, номера операций
записывают кратные пяти, например 005, 010, 015 и т.д. Содержание операций
записывают кратко, четко, в повелительной форме. Содержание операций не
записывают, если оно раскрыто в других документах (операционной карте, карте типового
технологического процесса). Допускается не включать в состав технологических
операций операционные перемещения. Рекомендуется оставлять свободные строки
между описанием операций .
2.5 Обоснование общих и операционных припусков и
допусков на обработку
Толщину наносимого слоя выбираем с учетом износа детали, припуска на
предварительную и последующую механические обработки. Толщина наносимого слоя
определяется по формуле:
=И/2+zпредварит+zоконч=0,5/2+0,1+0,6=0,95 мм, (3)
где И- износ поверхности, 0,5 мм.преварит = 0,1 мм - припуск на
предварительное шлифование (стр. 280 /8/).
Zоконч
= 0,6 мм - припуск на окончательное шлифование, принимаю с учетом снятия
дефектного слоя после вибродуговой наплавки (таблица 131, /1/).
Диаметр изношенной поверхности под сальник определяется по формуле:
D1=dном - И = 55- 0,5= 54,5мм, (4)
где И - износ поверхности
Диаметр поверхности под сальник после предварительной обработки
определяется по формуле:
D2=D1- 2·zпредварит =54,5- 2·0,1=54,3мм,
(5)
где zпредварит - припуск на предварительное шлифование
Диаметр поверхности под сальник после наплавки определяется по формуле:
D3 = D2 + 2·h= 54,3 +2·0,95= 56,2 мм, (6)
где h - толщина покрытия, нанесенного при
наплавке
Диаметр поверхности под сальник после последующей механической обработки
определяется о формуле:
D4 = D3 - 2·Zоконч= 56,2- 2·0,6= 55 мм, (7)
где zоконч - припуск на окончательное
шлифование.
) Расчет режимов и норм времени на предварительное шлифование.
Шлифование осуществляется с помощью круга ПП 500-30-305 15А 16Н М33К1 А35
на станке 3А151.
Поперечная подача:
; (8)
где
Qн - оптимальная скорость съёма метала, мм3/мин,
d - диаметр
обрабатываемой поверхности, мм,
l - длина
обрабатываемой поверхности, мм.
Qн=1000 мм3/мин
(стр.269/6/).
мм/мин.
По
станку 3А151 принимаем поперечную подачу 0,4 мм/мин.
Определяем
частоту вращения детали, мин-1
(9)
где
Vд - скорость вращения детали 63м/мин (табл.88/ 8/).
nд=(63∙1000)/(3,14∙55)=364,79
мин-1
Принимаем
670 мин-1 частоту вращения по справочнику станка 3А151.
Основное
время на предварительное шлифование:
Тшл
= z1/ Sпоп.п. (10)
где
z1 - припуск на предварительное шлифование на одну
сторону, 0,1 мм.
Тшл
=0,1/0,4=0,25 мин
Вспомогательное
время на установку и детали вала в центры 0,4 мин (табл.90/8/).
Дополнительное
время:
Тдоп=0,09∙
Топ =0,09∙( То +Тв ) (11)
где
к=9% для предварительного шлифования (табл.7/8/).
Тдоп=0,09∙(
0,25 +0,8)=0,096 мин
Штучное
время:
(12)
Тш
= 0,25+0,8+0,096=1,15 мин
Подготовительно
заключительное время, Тпз=7 мин (табл.92/8/).
Оптимальная
партия деталей n =37 шт. (табл.295/8/).
Определяем
штучно - калькуляционное время:
Тш.к
= Тш+ Тпз/n = 1,15+7/37 = 1,34 мин. (13)
2)
Расчет режима и нормы времени на вибродуговую наплавку.
Требуемая
толщина наплавленного слоя металла:
h=δ+П =0,5+0,6=1,1 мм (14)
где
δ-
сумма износа восстанавливаемой
поверхности и припуска на механическую обработку, 0,5 мм.
П-
припуск на механическую обработку после наплавки, 0,6 мм для вибродуговой
наплавки.
Диаметр
электродной проволоки принимаем в зависимости от требуемой толщины
наплавленного слоя. Для толщины наплавляемого слоя 1,1 мм принимаем диаметр
проволоки =2 мм, марки НП-60 HRC 25…60
(с.220/4/).
Вычисляем
силу тока по формуле:
=
j∙Fэл = (60…75)∙π∙d2/4
= (60…75)∙3,14∙22/4 = 188,4…235,5 А, (15)
где
j- плотность тока, 60…75 А /мм2 для d =2
мм (c. 220/4/).
Fэл -площадь
сечения электродной проволоки .
(16)
Принимаю
I=200 А.
Напряжение
наплавки U=15…20 В (с.220/4/), принимаю 20 В.
Амплитуда
колебаний
А
= (0,75…1)∙dэп = (0,75…1)∙2 = 1,5…2 мм (17)
Вылет
электрода:
H=(5…8)∙dэп =
(5…8)∙2 = 10…16 мм (18)
Шаг
наплавки:
=(1,6…2,2)∙dэп
=(1,6…2,2)∙2 = 3,2…4,4 мм/об. (19)
Принимаю
4 мм/об.
Скорость
подачи электродной проволоки:
(20)
По
паспорту принимаем Vэ=1,99 м/мин.
Скорость
наплавки:
(21)
где
η
-коэффициент перехода электродного
материала в наплавленный металл (0,8…0,9) (с.221/4/).
S - шаг
наплавки,
а
-коэффициент, учитывающий отклонение фактической площади сечения наплавленного
валика (0,7…0,85) (с.221/4/).
Число
оборотов детали:
об/мин.
(22)
где
Vн - скорость наплавки
Продольная
подача = 4 мм/об. Число проходов = 1.
Определяем
основное время:
Тосн
=L∙i/(n∙S) = 15∙1/(8,74∙4) = 0,43 мин. (23)
где
L - длина наплавляемой поверхности,
i - число
проходов,
S - шаг
наплавки.
Вспомогательное
время (Твсп1) на установку и снятие детали (табл. 142 /8/) будет равно 1мин и
на проход (Твсп2) принимают равным 0,9 мин. Полное вспомогательное время:
Тв
= Твсп1 + Твсп2 = 1 + 0,9 = 1,9 мин. (24)
Топ
= Тосн + Тв = 0,43 + 1,9 =2,33 мин. (25)
Определяем
дополнительное время:
Тдоп
= 0,15∙ Топ = 0,15∙2,33 = 0,35 мин, (26)
где
к=15% для наплавки (табл. 88/8/).
Подготовительно
заключительное время при работе средней сложности составит 15 мин (таблица 140
/8/ ).
Определяем
штучное время вибродуговой наплавки:
Тш
= Тосн+Твсп+Тдоп = 0,43+ 1,9+ 0,35 = 2,68 мин. (27)
Определяем
оптимальная партия деталей:
n=Тпз/(k ∙Тш )= 15/(0,15∙2,68)
= 37 шт. (28)
k=0,15-коэффициент
мелкосерийного производства
Определяем
штучно-калькуляционное время:
Тш.к.
= Тш + Тпз /nшт = 2,68 + 15/37 = 3,08 мин. ( 29)
) Расчет режимов и норм времени на окончательное шлифование.
Шлифование осуществляется с помощью круга ПП 500-30-305 15А 16Н М33К1 А35
на станке 3А151.
Поперечная подача:
; (30)
где
Qн - оптимальная скорость съёма метала, мм3/мин,
d - диаметр
обрабатываемой поверхности, мм,
l - длина
обрабатываемой поверхности, мм.
Qн=1000 мм3/мин
(стр.269/6/).
мм/мин.
По
станку 3А151 принимаем поперечную подачу 0,4 мм/мин.
Определяем
частоту вращения детали, мин-1
(31)
где
Vд - скорость вращения детали 63м/мин (табл.88/ 8/).
nд=(63∙1000)/(3,14∙55)=364,79
мин-1
Принимаем
670 мин-1 частоту вращения по справочнику станка 3А151
Основное
время на шлифование:
Тшл=
z1/ Sпоп.п (32)
где
z1 - припуск на окончательное шлифование на одну
сторону, 0,6 мм.
Тшл
=0,6/0,4=1,5 мин
Вспомогательное
время на установку и снятие детали в центры 0,4 мин (табл.90/8/).
Дополнительное
время:
Тдоп=0,09∙
Топ =0,09∙( То +Тв ) (33)
где
к=9% для шлифования (табл.7/8/).
Тдоп=0,09∙(
1,5 +0,8)=2,3 мин
Штучное
время:
(34)
Тш
= Тосн+Твсп+Тдоп =1,5+0,8+2,3=4,6 мин (35)
Подготовительно
заключительное время, Тпз=7 мин (табл.92/8/).
Оптимальная
партия деталей n =37 шт. (табл.295/8/).
Определяем
штучно - калькуляционное время:
Тш.к
= Тш+ Тпз/n = 4,6+7/37 = 4,79 мин. (36)
2.7 Составление операционных карт и операционных
эскизов
На операционной карте указывают номер и наименование операций в
соответствии с маршрутной картой, наименование и модель (код) оборудование и
приспособление, материал, массу, и твердость детали.
В соответствующих строках карты на каждый переход приводят номер,
содержание с техническими требованиями, измерительный и режущий инструмент
(наименование и код), расчетные размеры, режимы обработки, рассчитанное
основное, вспомогательное, подготовительно - заключительное и штучное время.
Нормы времени рассчитывают на все операции восстановления.
Эскиз для выполнения операции механической или слесарной обработки может
совмещаться с основным текстом операционной карты или выполнятся на отдельном
листе.
На операционном эскизе место, подвергаемое обработке, указывают толстой
линией. Указывают только те размеры и технические требования, которые
необходимо для выполнения данной операции.
При выборе оборудования для каждой технологической операции должны быть
учтены размер партии, габариты детали, размеры и расположения обрабатываемых
поверхностей.
3.
ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА СТУПИЦЫ ШКИВА
КОЛЕНЧАТОГО ВАЛА АВТОМОБИЛЯ ГАЗ-69.
3.1 Расчет полной себестоимости восстановления
детали
Себестоимость восстановленной детали рассчитывается по формуле:
Св =Сиз+Спрн+Срм +Срезо+ Соц+Сох+Cб+Сп (37)
где Сиз - стоимость изношенной детали, принимается по цене металлолома
или договорной, с учетом транспортных расходов.
Спрн - зар. плата производственных рабочих с начислениями, руб.;
Срм - стоимость ремонтных материалов, руб.;
Соц, Сох - общецеховые и общезаводские накладные расходы, руб.
Срезо - расходы на амортизацию, ТО и ТР оборудования, затраты на износ
инструмента и.т.д., руб.
Сб- потери от брака (учитыв. только в отчетных калькуляциях);
Сп - прочие расходы (налоги, сборы, отчисления в специальные внебюджетные
фонды, платежи за выбросы загрязняющих веществ, обязательное страхование
имущества, плата за аренду и др.).
Сиз = m·См = 0,5·6 = 3 руб, (38)
где m = 0,5 кг -масса детали,
См = 6 руб -цена стали.
Заработная плата производственных рабочих с начислениями на
восстановление детали определяется суммированием их по всем операциям
маршрутной карты на восстановление.
Заработная плата производственных рабочих с начислениями по операциям
определяется из выражения:
Спр.н = Спр+Сдоп + Ссоц (39)
где Спр - основная заработная плата производственных рабочих, руб.;
Сдоп - дополнительная зарплата, принимается 10-18% от Спр;
Ссоц - начисления по соцстраху, принимаются для АТП 26% от суммы основной
и дополнительной зарплаты.
Основную заработную плату на выполнение операции рассчитывают по формуле:
Спр = Тшк×Сч×Кд , (40)
Операция 005. Моечная.
Разряд работы 2, Сч=19,1 руб/ч. Тшк=0,05 ч
Спр=0,05×19,1×1,03=0,98 руб
Операция 010. Предварительное шлифование.
Разряд работы 3, Сч =24,8руб/ч. Тшк = 0,02 ч
Спр. = 0,02×24,8×1,03 =
0,51 руб
Операция 015. Вибродуговая наплавка.
Разряд работы 4, Сч =28 руб/ч. Тшк = 0,045 ч
Спр= 0,045×28×1,03= 1,3 руб
Операция 020. Окончательное шлифование.
Разряд работы 5, Сч =31,68 руб/ч. Тшк = 0,08 ч
Спр= 0,08×31,68×1,03=2,61
руб
Операция 025. Контрольная.
Разряд работы 6, Сч =35,7 руб/ч. Тшк = 0,017 ч
Спр= 0,017×35,7×1,03=0,61
руб
Основная зарплата на все операции:
Спр.сумм. = Спр.моечн. + Спр.шл.+Спр.вибр.+Спр.шл.+Спр.контр.
Спр.сумм.=0,98+0,51+1,3+2,61+0,61=6,01 руб
Сдоп=0,1×6,01=0,601
руб. (41)
Ссоц=0,26∙(Спр+Сдоп)=0,26∙(6,01+0,601)=1,72 руб. (42)
Спр.н =6,01+0,601+1,72=8,33 руб.
Стоимость ремонтных материалов определяется расчетным путем по
фактическому расходу.
Срм=к×Спр=1∙6,01=6,01
руб, (43)
где к=0,7…1,1 -коэффициент при наплавочных работах, принимаю к=1.
Общецеховые и общезаводские накладные расходы принимаются соответственно
85-105% и 55-70% от основной зарплаты производственных рабочих, а затраты на
ремонт оборудования и на инструмент 65 - 85%.
Соц = (0,85…1,05)Спр = (0,85…1,05)· 6,01 = 5,1…6,3 руб, (44)
принимаю Соц = 6 руб.
Сох = (0,55…0,70)Спр = (0,55…0,7)· 6,01 = 3,3…4,2руб, (45)
принимаю Сох =4 руб.
Срезо= (0,65…0,85)Спр = (0,65…0,85)∙ 6,01 = 3,9….5,1 руб, (46)
принимаем Срезо = 5 руб.
Прочие затраты рассчитываются по формуле:
Сп = Кп (Св-Сп), (47)
где Кп принимается равным 0,05 - 0,01
Св= 3+6+6,01+8,33+4+5=32,34 руб.
Сп=(0,05-0,01)Св=(0,05-0,01)∙32,34=1,62….0,32 руб.
принимаем 1,5 руб.
3.2 Расчет основных технико-экономических
показателей восстановления детали
Уровень рентабельности восстановления ступицы шкива коленчатого вала:
Рп=(Соц-Св)∙Соц/100=(42-32,34)/42∙ 100=23%, (48)
где Соц - отпускная цена детали, руб.
Соц=1,3∙Св=1,3∙32,34=42 руб. (49)
Св - себестоимость восстановленной детали, руб.
Плановая прибыль ремонтного предприятия от продажи одной восстановленной
ступицы коленчатого вала автомобиля ГАЗ-69 составляет
Пп=(Со-Св) N= (42-32,34)
·1200=11592 руб. (50)
где N-годовая программа восстановленных
деталей, шт.
Принимаю N=1200 деталей в
год.
Заключение
В процессе
выполнения работы был разработан технологический процесс восстановления детали
способом вибродуговой наплавки произведена технико-экономическая оценка
процесса восстановления вала, по результатам которой можно сделать вывод о
целесообразности применения выбранных способов восстановления на авторемонтном
предприятии.
Данные способы восстановления являются наиболее приемлемым для данных
типов износов т.к. процесс вибродуговой наплавки получается достаточный слой и
можно получить поверхности, которые не требуют дальнейшей термической
обработки. Покрытия имеют более высокие физико-механические свойства по
сравнению с покрытиями нанесенными другими способами и форма деталей после
покрытия копируют форму готовой детали, что уменьшает металлоемкость
восстановления.
Вибродуговая наплавка имеет меньшую себестоимость восстановления и имеет
больший коэффициент долговечности по сравнению с другими видами наплавки.
Эти способы являются наиболее подходящими для восстановления ступиц
шкивов коленчатых валов.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Суденков
Е. Г., Румянцев С. И. Восстановление деталей плазменной металлизацией: Учебное
пособие для сред. проф.-техн. Училищ.-М.:Высшая школа,1980.-39с.,ил
.. Ульман И.
Е., Герштейн И. М., Нассонов В. С., и др Ремонт машин:. - М.: КОЛОС, 1967. -
504 с.
. Ульман И.
Е., Игнатьев Г. С., Борисенко В. А. и др Техническое обслуживание и ремонт
машин /.; Под общ. ред. Ульмана И. Е.. - М.: Агропромиздат, 1990. - 399 с.: ил.
. Воловик Е.
Л. Справочник по восстановлению деталей. - М.: Колос,1981. - 351 с., ил.
. Серый И.С.,
Смелов А.П., Черкун В.Е. Курсовое и дипломное проектирование по надежности и
ремонту машин /- 4-е изд., перераб. И доп. - М.: Агропромиздат, 1991. - 184 с.:
ил.
. Канарчук
В.Е. и др. Восстановление автомобильных деталей. Технология и оборудование.
Учебное пособие для вузов.-М.: Транспорт, 1995-303 с.
. Тельнов
Н.Ф. Ремонт машин - М.: Агропромиздат, 1992. 560 с.: ил.
. Матвеев
В.А., Пустовалов И.И.: Техническое нормирование ремонтных работ в сельском
хозяйстве. - М.:Колос-1979.