Механизированная наплавка в
среде защитных газов (СО2) (k=0,16)
4. Разработка
технологического маршрута ремонта детали
Технологический маршрут ремонта должен быть разработан так, чтобы все
дефекты детали могли быть устранены с минимальными затратами времени и средств.
Маршрут ремонта детали
1.
Обработка как «чисто» поверхности ø35 для
устранения неравномерности износа.
.
Обработка как «чисто» поверхности ø25±0,008 для устранения неравномерности износа.
.
Наплавить поверхности ø35 на установке в среде защитных газов.
.
Наплавить поверхности ø25±0,008
на установке в среде защитных газов.
.
Точить поверхности ø35 в размер.
6. Точить поверхности ø25±0,008 в размер.
5. Разработка технологических операций ремонта
поверхности ø35
На данном этапе решается комплекс задач, аналогичный задачам при
изготовлении деталей. Он включает: выбор оборудования, выбор технологической
оснастки и инструмента, расчёт параметров процесса, расчёт норм времени.
Выбор оборудования, станочных приспособлений.
Способ
ремонта для дефекта поверхности ø35 наплавка
в среде защитных газов (СО2). Выбираем установку для автоматизированной наплавки
УД209 УХЛ-4. В качестве вспомогательного оборудования устанавливаем сварочный
трансформатор ВДУ-504. Установка должна иметь приспособления: типовой
трехкулачковый самоцентрирующийся патрон по ГОСТ 16886-71 и центр станочный по
ГОСТ 8742-75. В стандартной комплектации УД-209 УХЛ-4 предусмотрено наличие
универсальной наплавочной головки для подачи наплавочного электрода, флюса и
защитного газа. В качестве газа должен быть использован СО2.
Расчет
режимов наплавки.
Параметрами
режима наплавки являются: сила тока I [А], напряжение на дуге U [В], скорость
подачи электродной проволоки Vnp [м/ч], шаг наплавки S [мм], толщина
наплавляемого слоя h [мм] и частота вращения детали (частота вращения шпинделя
станка n) [мин-1].
Исходные
данные: диаметр наплавляемой детали D=35 мм, диаметр электродной проволоки d,
скорость наплавки Vн, износ детали с припуском на обработку Z.
Износ
поверхности ø35
принят 0,006 мм/ст
Скорость
подачи электродной проволокой в зону наплавки определяют по выражению:
, м/ч
Vн - скорость
наплавки, м/ч;
h - толщина
наплавленного слоя, мм;
S - шаг
наплавки, мм/об;
Кз-
коэффициент заполнения шва;
Кп
- коэффициент перехода металла проволоки в шов.
Кз
= от 0,9 до 0,95
Кп
= от - 0,95 до 1,0
Требуемая
толщина наплавляемого слоя
h=((Dн-Dф)/2)+Z=(35,012-35)/2+2=2,006
мм,
где
Dн, Dф - номинальный и фактические диаметры наплавляемой детали, мм;
Z - припуск на
механическую обработку, мм. Обычно Z от 1 до 2 мм, берем Z=2.
По
табл. 5.1. (стр. 42, [3]) выбираем диаметр электродной проволоки марки Нп -
30ХГСА, d = 1,2 мм. Сила тока I = 95 А, напряжение на дуге U=20 В.
Скорость
наплавки VH=35 м/ч, шаг наплавки S=3 мм/мин.
Тогда
скорость подачи электродной проволоки Vnp составит:
Частота
вращения шпинделя станка:
=
(1000·Vн)/60π·D;
n= (1000·35)/60· π ·35= 5,31 об/мин
Для
настройки наплавочной головки потребуются следующие параметры: смещение
электрода с зенита а = 5 мм, вылет электрода b = 10 мм.
Оформим
операционную карту наплавки.
Подготовка
поверхности детали под наплавку.
Подготовка
детали к ремонту наплавкой заключается в очистке её от масел, ржавчины и
механической обработке (точить «как чисто»), для устранения неравномерностей
износа. Очистка от масел и загрязнений осуществляется протиркой детали ветошью,
промывкой в керосине или других моющих растворах.
С
целью обеспечения равномерной и определенной толщины наплавляемого слоя
поверхность подвергается обработке - механической.
Толщина
снимаемого слоя выбирается таким образом, чтобы толщина наплавки после
окончательной механической обработки оставалась не менее 0,5-1,0 мм.
Расчёт
режимов механической обработки.
При
выборе технологического оборудования учитываются габариты обрабатываемой
заготовки, технологические маршруты обработки ее отдельных поверхностей,
точность обработки, которая должна быть обеспечена на разрабатываемой операции,
и другие факторы.
Технические
характеристики металлорежущих станков приведены в ([2], стр. 5-65).
Выбираем
универсальный токарно-винторезный станок 16К20.
В
качестве станочного приспособления для крепления детали выбираем трехкулачковый
патрон (ГОСТ 16886-71).
При
механической обработке поверхностей деталей после наплавки применяют резцы и
фрезы, оснащенные твердосплавными пластинами. Пластины изготовляются из
металлокерамики и состоят из карбидных титано-вольфрамо-кобальтовых сплавов.
Размеры,
геометрические и конструктивные элементы стандартных режущих инструментов
приведены в ([2], стр.114-260).
Выбираем
резцы токарные: проходной отогнутый Т5К6 ГОСТ 18879-73, резцы для проточки
внутренних отверстий Т5К6 ГОСТ 18879-73 и канавочный специальный Т5К6.
Общие
принципы выбора измерительных средств изложены в ([2], стр. 462]. Для
единичного и мелкосерийного производства применяют универсальные измерительные
средства. Выбираем микрометр МК ГОСТ 66507-89 и штангенциркуль ШЦ-II
0..200 ГОСТ 166-80.
Общие
положения по назначению режимов резания и особенности их расчёта при точении,
строгании, долблении, сверлении, фрезеровании и других видах обработки
приведены в справочнике технолога-машиностроителя ([2], стр. 261-303).
Технологические
переходы для МО поверхности ø35:
.
Черновое точение.
.
Чистовое точение.
.
Тонкое точение.
В
соответствии с изложенными в справочнике рекомендациями, порядок расчёта
режимов резания разобьём на несколько этапов ([2], стр. 265-275):
.
Назначается глубина резания t по технологическим переходам:
черновое
точение t = 0,9 мм;
чистовое
точение t = 0,4 мм;
тонкое
точение t = 0,26 мм.
.
Назначается подача S и размер державки резца по технологическим переходам:
черновое
точение S = 0,6 мм/об;
чистовое
точение S = 0,4 мм/об;
тонкое
точение S = 0,05 мм/об.
Размер
державки резца 25´16 мм.
.Определяется
скорость резания.
При
этом среднее значение скорости резца Т рекомендуется принимать 30-60 м/мин.
Поправочный коэффициент Кv, учитывающий влияние состояние поверхности заготовки
на скорость резания при черновом точении рекомендуется взять равным 0,5, а для
последующих технологических переходов Кv=0,7;
,
где:
=60 м/мин.,, x=0,15,
y=0,45, m=0,20.
Чистовое
точение:
Тонкое
точение:
.
Определяется частота вращения шпинделя станка n в об/мин.
Расчётная
частота вращения шпинделя определяется по формуле:
,
где:
V- скорость резания м/мин;
d - диаметр
заготовки, мм.
Черновое
точение:
об/мин.
Чистовое
точение:
об/мин.
Тонкое
точение:
об/мин.
По
паспорту станка определяется ближайшая номинальная частота вращения n.
В
соответствии с принятой частотой вращения n рассчитывается
фактическая скорость резания:
В справочнике приведены число скоростей шпинделя К, наименьшая nmin и наибольшая nmax. Частоты вращения шпинделя, члены
ряда частот вращения шпинделя определяются по формуле:
Знаменатель
геометрической прогрессии j определяется по зависимости:
Округлим
полученное значение до одного из чисел: 1,06; 1,12; 1,25; 1,41; 1,51; 1,78.
Выбираем ближайшую меньшую.
; .
Черновое
точение:
.
Чистовое
точение:
об/мин.
.
Тонкое
точение:
об/мин.
.
. Определяется составляющая силы резания Рz, которая зависит от режимов резания и геометрических
параметров режущей части инструмента. Главный угол в плане и радиус при вершине
определяются в соответствии с выбранным инструментом.
,
где:
, x = 1,0, y = 0,75, n = - 0,15, Kp=1,15.
Так
как наибольшие силы резания обуславливаются наибольшей глубиной резания и
подачей, то целесообразно провести расчёт только для чернового точения:
.
.
Определяется мощность резания N:
;
7.
По найденному значению мощности N проверяют выполнение условия:
, Nприв=N/η
где
Nприв - мощность электродвигателя главного привода. η=0,7
Если
условие не выполнено, то корректируются расчётные значения режимов резания (в
первую очередь глубина резания).
Nприв=0,08/0,7=0,11кВт
,08<0,11.
6. Разработка
технологических операций ремонта поверхности ø25±0,008
На данном этапе решается комплекс задач, аналогичный задачам при
изготовлении деталей. Он включает: выбор оборудования, выбор технологической
оснастки и инструмента, расчёт параметров процесса, расчёт норм времени.
Выбор оборудования, станочных приспособлений.
Способ ремонта для дефекта поверхности ø25±0,008
наплавка в среде
защитных газов (СО2). Выбираем установку для автоматизированной наплавки УД209
УХЛ-4. В качестве вспомогательного оборудования устанавливаем сварочный
трансформатор ВДУ-504. Установка должна иметь приспособления: типовой трехкулачковый
самоцентрирующийся патрон по ГОСТ 16886-71 и центр станочный по ГОСТ 8742-75. В
стандартной комплектации УД-209 УХЛ-4 предусмотрено наличие универсальной
наплавочной головки для подачи наплавочного электрода, флюса и защитного газа.
В качестве газа должен быть использован СО2.
Расчет режимов наплавки.
Параметрами режима наплавки являются: сила тока I [А], напряжение на дуге
U [В], скорость подачи электродной проволоки Vnp [м/ч], шаг наплавки S [мм],
толщина наплавляемого слоя h [мм] и частота вращения детали (частота вращения
шпинделя станка n) [мин-1].
Исходные данные: диаметр наплавляемой детали D=25 мм, диаметр электродной
проволоки d, скорость наплавки Vн, износ детали с припуском на обработку Z.
Износ поверхности ø25 принят 0,005 мм/ст
Скорость подачи электродной проволокой в зону наплавки определяют по
выражению:
, м/ч
Vн - скорость
наплавки, м/ч;
h - толщина
наплавленного слоя, мм;
S - шаг
наплавки, мм/об;
Кз-
коэффициент заполнения шва;
Кп
- коэффициент перехода металла проволоки в шов.
Кз
= от 0,9 до 0,95
Кп
= от - 0,95 до 1,0
Требуемая
толщина наплавляемого слоя
h=((Dн-Dф)/2)+Z=(25-24,99)/2+2=2,005
мм,
где
Dн, Dф - номинальный и фактические диаметры наплавляемой детали, мм;
По
табл. 5.1. (стр. 42, [3]) выбираем диаметр электродной проволоки марки Нп -
30ХГСА, d = 1,2 мм. Сила тока I = 95 А, напряжение на дуге U=20 В.
Скорость
наплавки VH=35 м/ч, шаг наплавки S=3 мм/мин.
Тогда
скорость подачи электродной проволоки Vnp составит:
Частота
вращения шпинделя станка:
=
(1000·Vн)/60π·D;
n= (1000·35)/60· π ·25= 7,43 об/мин
дефектация ремонт деталь наплавка
Для
настройки наплавочной головки потребуются следующие параметры: смещение
электрода с зенита а = 5 мм, вылет электрода b = 10 мм.
Оформим
операционную карту наплавки.
Подготовка
поверхности детали под наплавку.
Подготовка
детали к ремонту наплавкой заключается в очистке её от масел, ржавчины и
механической обработке (точить «как чисто»), для устранения неравномерностей
износа. Очистка от масел и загрязнений осуществляется протиркой детали ветошью,
промывкой в керосине или других моющих растворах.
С
целью обеспечения равномерной и определенной толщины наплавляемого слоя
поверхность подвергается обработке - механической.
Толщина
снимаемого слоя выбирается таким образом, чтобы толщина наплавки после
окончательной механической обработки оставалась не менее 0,5-1,0 мм.
Расчёт
режимов механической обработки.
При
выборе технологического оборудования учитываются габариты обрабатываемой
заготовки, технологические маршруты обработки ее отдельных поверхностей,
точность обработки, которая должна быть обеспечена на разрабатываемой операции,
и другие факторы.
Технические
характеристики металлорежущих станков приведены в ([2], стр. 5-65).
Выбираем
универсальный токарно-винторезный станок 16К20.
В
качестве станочного приспособления для крепления детали выбираем трехкулачковый
патрон (ГОСТ 16886-71).
При
механической обработке поверхностей деталей после наплавки применяют резцы и
фрезы, оснащенные твердосплавными пластинами. Пластины изготовляются из
металлокерамики и состоят из карбидных титано-вольфрамо-кобальтовых сплавов.
Размеры,
геометрические и конструктивные элементы стандартных режущих инструментов
приведены в ([2], стр.114-260).
Выбираем
резцы токарные: проходной отогнутый Т5К6 ГОСТ 18879-73, резцы для проточки
внутренних отверстий Т5К6 ГОСТ 18879-73 и канавочный специальный Т5К6.
Общие
принципы выбора измерительных средств изложены в ([2], стр. 462]. Для
единичного и мелкосерийного производства применяют универсальные измерительные
средства. Выбираем микрометр МК ГОСТ 66507-89 и штангенциркуль ШЦ-II
0..200 ГОСТ 166-80.
Общие
положения по назначению режимов резания и особенности их расчёта при точении,
строгании, долблении, сверлении, фрезеровании и других видах обработки
приведены в справочнике технолога-машиностроителя ([2], стр. 261-303).
Технологические
переходы для МО поверхности ø25±0,008:
1.
Черновое точение.
.
Чистовое точение.
.
Тонкое точение.
В
соответствии с изложенными в справочнике рекомендациями, порядок расчёта
режимов резания разобьём на несколько этапов ([2], стр. 265-275):
.
Назначается глубина резания t по технологическим переходам:
черновое
точение t = 0,9 мм;
чистовое
точение t = 0,4 мм;
тонкое
точение t = 0,26 мм.
.
Назначается подача S и размер державки резца по технологическим переходам:
черновое
точение S = 0,6 мм/об;
чистовое
точение S = 0,4 мм/об;
тонкое
точение S = 0,05 мм/об.
Размер
державки резца 25´16 мм.
.Определяется
скорость резания.
При
этом среднее значение скорости резца Т рекомендуется принимать 30-60 м/мин.
Поправочный коэффициент Кv, учитывающий влияние состояние поверхности заготовки
на скорость резания при черновом точении рекомендуется взять равным 0,5, а для
последующих технологических переходов Кv=0,7;
,
где:
=60 м/мин.,, x=0,15,
y=0,45, m=0,20.
Черновое
точение:
Чистовое
точение:
Тонкое
точение:
.
Определяется частота вращения шпинделя станка n в об/мин.
Расчётная
частота вращения шпинделя определяется по формуле:
,
где:
V- скорость резания м/мин;
d - диаметр
заготовки, мм.
Черновое
точение:
об/мин.
Чистовое
точение:
об/мин.
Тонкое
точение:
об/мин.
По
паспорту станка определяется ближайшая номинальная частота вращения n.
В
соответствии с принятой частотой вращения n рассчитывается
фактическая скорость резания:
В справочнике приведены число скоростей шпинделя К, наименьшая nmin и наибольшая nmax. Частоты вращения шпинделя, члены
ряда частот вращения шпинделя определяются по формуле:
Знаменатель геометрической прогрессии j определяется по зависимости:
Округлим
полученное значение до одного из чисел: 1,06; 1,12; 1,25; 1,41; 1,51; 1,78.
Выбираем ближайшую меньшую.
; .
Черновое точение:
.
Чистовое
точение:
об/мин.
.
Тонкое
точение:
об/мин.
.
. Определяется составляющая силы резания Рz, которая зависит от режимов резания и геометрических
параметров режущей части инструмента. Главный угол в плане и радиус при вершине
определяются в соответствии с выбранным инструментом.
,
где:
, x = 1,0, y = 0,75, n = - 0,15, Kp=1,15.
Так
как наибольшие силы резания обуславливаются наибольшей глубиной резания и
подачей, то целесообразно провести расчёт только для чернового точения:
.
.
Определяется мощность резания N:
;
.
По найденному значению мощности N проверяют выполнение условия:
, Nприв=N/η
где
Nприв - мощность электродвигателя главного привода. η=0,7
Если
условие не выполнено, то корректируются расчётные значения режимов резания (в
первую очередь глубина резания).
Nприв=0,07/0,7=0,1кВт
,07<0,1.
Заключение
В ходе выполнения курсовой работы были разработаны
технологические документы и выполнен ремонтный чертеж детали.
Кроме того, мы рассмотрели целесообразность
возможности ремонта данной детали, рассчитали необходимые режимы
технологических операций, а также разработали технологию восстановления детали:
вал заднего хода.
В ходе разработки данного проекта мы выяснили, что
технологический процесс восстановления данного детали достаточно трудоемок и
требует существенных затрат.
Список
использованной литературы
1.
Эксплуатация и ремонт полиграфических машин, методические указания по
выполнению курсовой работы; Разработка технологического процесса ремонта детали
полиграфической машины; 150407.65 «Полиграфические машины и автоматизированные
комплексы», Москва 2007
.
Эксплуатация и ремонт полиграфических машин. Учебное пособие. Токмаков Б.В. М.:
МГУП,2002.
3. Справочник
технолога - машиностроения, М, Машиностроения, 1973г, 1986г.
. Справочник
технолога-машиностроителя. Под ред. Косиловой А.Г., Мещерякова Р.Н. в 2-х
томах. -М.: Машиностроение, 1989.
.
Общемашиностроительные нормативы времени на слесарные работы по ремонту
оборудования. - М.: Экономика, 1989.
. Допуски и
посадки: Справочник в 2-х томах / под ред. Мягкова В.Д. - Л.: Машиностроение,
1982,1983.
. Токмаков
Б.В. Эксплуатация и ремонт полиграфических машин. Лабораторные работы в 2-х
частях.- М.:МГУП, 2007.
.
Восстановление деталей машин: Справочник / под ред. Молодык Н.В., Зенкина А.С.
-М.: Машиностроение, 1989.
Похожие работы на - Разработка техпроцесса восстановления детали 'вал заднего хода'
|