Технологический процесс восстановления вала сошки рулевого механизма с роликом в сборе
Содержание
Введение
.
Исходные данные для разработки технологического процесса
.1
Характеристика детали
.2
Технические требования к дефектации детали
.3
Технические требования к отремонтированной детали
.
Технологическая часть
.1
Выбор рационального способа восстановления детали
.2
Выбор технологических баз
.3
Технологические схемы устранения дефектов
.4
Технологический маршрут восстановления детали
.5
Выбор оборудования и технологической оснастки
.6
Выбор режимов обработки
.7
Расчет норм времени
.
Требования охраны труда
.
Конструкторская часть
.1
Назначение и устройство приспособления
.2
Принцип действия приспособления
Заключение
Список
используемой литературы
Введение
Автомобильный транспорт занимает ведущее
положение в удовлетворении постоянно растущих потребностей народного хозяйства
нашей страны в перевозках пассажиров и грузов.
Развитие автомобильного транспорта может быть
достигнуто путем совершенствования организации использования автомобильного
парка и за счет увеличения выпуска новых автомобилей. Однако одним из наиболее
эффективных способов для увеличения автомобильного парка страны является ремонт
автомобилей, поэтому его развитию и совершенствованию в нашей стране уделяется
большое внимание.
В процессе эксплуатации автомобиля его
надежность и другие свойство постепенно снижаются в следствие изнашивания
деталей, а также коррозии и усталости металла, из которого они изготовлены. В
автомобиле появляются различные неисправности которые устраняют при техническом
осмотре и ремонте.
Ремонт представляет собой комплекс операций по
восстановлению исправности или работоспособности изделий и восстановлению
ресурсов изделий и их частей.
Основным источником экономической эффективности
ремонта автомобилей является использование остаточного ресурса их деталей.
Около 70 - 75% деталей автомобиля, поступивших в ремонт могут быть использованы
повторно без ремонта, либо после небольшого ремонтного воздействия. К ним
относятся большинство наиболее сложных, металлоемких и дорогостоящих деталей
автомобиля. Стоимость восстановления этих деталей не превышает 10 - 15%
стоимости их изготовления. При этом чем сложнее и дороже деталь, тем ниже
затраты на ее восстановление. Себестоимость ремонта автомобилей и их составных
частей обычно не превышает 60 - 70% стоимости новых аналогичных изделий. При
этом достигается большая экономия металла и ресурсов, исключаются затраты,
связанные с получением заготовок, поискам и разработок новых месторождений
металлов. При восстановлении деталей сокращаются расходы, связанные с
обработкой детали, так как при этом обрабатываются не все поверхности детали, а
только те, которые необходимо ремонтировать.
Восстановление деталей является одним из
основных источников повышения экономической эффективности авторемонтного
производства.
Цель курсового проекта - разработать
технологический процесс восстановления детали - вал сошки рулевого механизма с
роликом в сборе.
1. Исходные данные для разработки
технологического процесса
.1 Характеристика детали
Вал сошки рулевого механизма с роликом в сборе №
24-3401060-01 и находится в картере глобоидного рулевого механизма. На валу
имеются цилиндры, на которые устанавливается сошка и передается вращающий
момент. Также имеется с резьбой конец для крепления сошки к валу посредством
гайки. На другом конце выполнено отверстие для стопорного кольца и установки
регулировочного винта. На валу установлен ролик, имеется поверхность под
сальник и поверхность для втулки вала, для установки в корпус картера.
Вал сошки изготовлен из конструкционной
легированной стали 35х ГОСТ 4543-71. Химический состав, механические,
технологические и эксплуатационные свойства стали приведены в таблицах 1-3.
Таблица 1 - Химический состав стали 35х ГОСТ
4543-71
Наименование
и марка материала
|
Химический
элемент и его процентное содержание, %
|
|
С
|
Si
|
Сr
|
Мn
|
Ni
|
Сu
|
Р
|
S
|
Сталь
35х
|
0,31-0,39
|
0,17-0,37
|
0,8-
0,11
|
0,5-0,8
|
до
0,3
|
до
0,3
|
до
0,035
|
до
0,035
|
Таблица 2 - Механические свойства стали 35х ГОСТ
4543-71
Наим.
и марка материала
|
Показатель
|
|
Не
менее
|
|
Временное
сопротивление при растяжении σв,
МПа
|
Предел
текучести σт,
МПа
|
Относит.
удлинение, δ5,
%
|
Ударная
вязкость αн,
кДж/м2
|
Твердость
без термической обработки, МПа
|
Сталь
35х
|
655
|
490
|
16
|
490
|
197
|
Таблица 3 - Технологические и эксплуатационные
свойства стали 35х ГОСТ 4543-71
Наименование
и марка материала
|
Температура
ковки
|
Свариваемость
при восстановлении
|
Износостойкость
|
Сталь
35х
|
20-600
|
Умеренная
|
Ограниченно
свариваемая
|
Слабая
|
1.2 Технические требования на дефектацию детали
Таблица 4. - Карта технологических требований на
дефектацию детали
Карта
технических требований на дефектацию детали
|
Наименование
детали: Вал сошки рулевого механизма с роликом в сборе
|
Номер
детали: 24-3401060-01
|
|
|
|
Материал:
сталь 35х ГОСТ 4543-71
|
|
|
Твердость:
|
|
Поз.
на эскизе
|
Возможный
дефект
|
Способ
устранение дефекта и средства контроля
|
Размер
|
Заключение
|
|
|
|
по
рабочему чертежу
|
допустимый
без ремонта
|
|
1
|
Износ
шеек вала под втулки картера
|
Калибр-скоба
HE 30X
|
|
31,95
|
Железнить.
Хромировать
|
2
|
Износ
резьбы М221,5-6h
|
Осмотр
резьбовой калибр HE
M221,5-6h
|
М221,5-6h
|
Повреждение
не более 2х ниток резьбы
|
Ремонтировать.
Наплавка
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1.3 Технические требование к отремонтированной
детали
Таблица 5 - Технические требования к
отремонтированной детали
Размер
|
Резьба
|
Вал
|
Номинальный,
мм
|
М221,5-h6
|
31,95
|
Ремонтный,
мм
|
Повреждение
не более двух ниток
|
Менее
31,95
|
Основными поверхностями вала сошки рулевого
механизма с роликом в сборе, подвергшимися износу, являются износ шеек вала под
втулки картера и износ резьбы должны отвечать требованиям рабочего чертежа, а
именно:
- диаметр рабочей поверхности вала должен быть .
Размер соответствует 6 квалитету точности.
- восстановленная резьба не должна иметь сколов,
срывов и прочих дефектов. Наружный диаметр резьбы 22 мм, шаг резьбы 1,5.
2. Технологическая часть
.1 Выбор рационального способа восстановления
детали
сталь вал технологический ремонт
Для восстановления вала сошки рулевого механизма
с роликом в сборе можно использовать следующие способы восстановления детали.
Изношенные шейки вала восстанавливают
хромированием до номинального размера или шлифуют под номинальный размер
бронзовых втулок, устанавливаемых в картере. Смятую или сорванную резьбу на
конце вала полностью удаляют резцом, затем наплавляют сваркой металл,
протачивают под требуемый размер и нарезают новую резьбу. Резьбовые отверстия
картера, имеющие повреждения, заваривают и просверливают, а затем нарезают
новую резьбу.
Для восстановления наружной резьбы M22×1,5
применяются следующие способы: срезаем изношенную резьбу до 20
мм, наплавляем метал наплавкой до 24
мм. Затем протачиваем стержень до 22,5
мм нарезаем резьбу плашкой M22×1,5.
.2 Выбор технологических баз
Технологическая база - это поверхность (ось,
точка) детали, посредством которой производится ее ориентация на станке или в
приспособлении относительно режущего инструмента.
В качестве технологической базы при
восстановлении вала рулевой сошки с роликом в сборе и износ резьбы принимаем
центровые отверстия и поводковый патрон.
Поверхности детали, выбранные в качестве
технологических баз, обеспечивают соблюдение принципов постоянства и единства
баз, так как они являлись технологическими базами при изготовлении штока
2.3 Технологические схемы устранения дефектов
Таблица 6 - Выбор способа восстановления детали
Схема
|
Дефект
|
Способ
устранения дефекта
|
Наименование
и содержание операции
|
Технологическая
база
|
Квалитет
|
Шероховатость,
Ra, мкм
|
1
|
Износ
шеек вала под втулки картера
|
Хромирование
|
Шлифование
Шлифовать шейки для удаления износа и восстановления формы
|
8
|
1,6
|
|
|
|
Хромирование
Хромируем шейки вала сошки
|
Центровые
отверстия
|
-
|
-
|
|
|
|
Шлифование
Шлифуем шейки вала сошки в номинальный размер
|
Центровые
отверстия
|
7
|
0,4
|
2
|
Износ
резьбы М221,5
|
Наплавка
|
Токарная
Проточить изношенную резьбу
|
Торцевая
поверхность
|
14
|
12,5
|
|
|
|
Наплавка
вибродуговая Наплавить изношенную поверхность
|
Торцевая
поверхность
|
-
|
-
|
|
|
|
Токарная
Нарезать резьбу
|
Торцевая
поверхность
|
4h
|
3,2
|
2.4 Технологический маршрут восстановления
детали
Таблица 7 - Технологический маршрут ремонта,
оборудование и оснастка
Номер
операции
|
Наименование
и содержание операции (по переходам)
|
Оборудование
|
Приспособление
и вспомогательный инструмент
|
Инструмент
|
|
|
|
|
Режущий,
слесарный
|
Измерительный
|
005
|
Токарная
1 Установить деталь в центр и поводковый патрон, закрепить. 2 Точить
изношенную резьбу, выдерживая размер 20Ra
= 12,5мкм 3 Снять деталь
|
Токарно-винторезный
станок модели 16К20
|
Центр
Патрон поводковый ГОСТ 13334-67
|
Проходной
резец Т16К6 ГОСТ 1889-95
|
Штангенциркуль
ШЦ-1-125-01 ГОСТ 166-88
|
010
|
Наплавка
1 Установить деталь в патрон и центр, закрепить; 2 Наплавить наружную
поверхность детали, сбивая шлаковую корку и выдерживая размер 24
3 Снять деталь
|
Наплавочная
головка мод. А580М
|
Проволока
Нп 50 ГОСТ10543-82
|
Молотки
слесарные стальные 39 2621 ГОСТ 2310
|
Штангенциркуль
ШЦ-2-160-0,05 393311 ГОСТ 166-88
|
015
|
Токарная
1 Установка детали патрон и центр; 2 Точить поверхность выдерживая размер 22,5
мм; 4 Снять деталь
|
Токарно-винторезный
станок модели 16К20
|
Центр
Патрон поводковый ГОСТ 13334-67
|
Проходной
резец Т16К6 ГОСТ 1889-95
|
Штангенциркуль
ШЦ-1-125-01 ГОСТ 166-88
|
020 Нарезание
резьбы 1 Установить деталь в центр и поводковый патрон. 2 Нарезать резьбу М221,5 3 Снять
деталь Тиски Startul ST9400-150
<#"866784.files/image003.gif">1,5Калибр кольцом
М22×1,15
6h ПР ТМ
|
|
|
|
025
|
Шлифование
1.Установить деталь в патрон и центр, закрепить 2.Шлифовать изношенные шейки,
выдерживая размер 3 Снять деталь
|
Станок
кругло шлифовальный 3У12А
|
Центра
Патрон поводковый ГОСТ 13334-67
|
Круг
шлифовальный ПП 60032305
24А25С17К5 ГОСТ 2424-83
|
Скоба
37,83 мм ГОСТ 18355-73
|
030
|
Хромирование
1 Установит деталь в подвеску и закрепить. 2 Хромировать поверхность шеек
выдерживая размер мм 3 Снять
деталь
|
Гальваническая
установка 385600
|
Зажим
механический GH-122505
|
Анод
Нерастворимый
|
Скоба
индикаторная СИ 0-65 ГОСТ 11098-75
|
035
|
Шлифование
1 Установить деталь в патрон и центра, закрепить; 2 Шлифовать в номинальный
размер 3
Снять деталь
|
Станок
кругло шлифовальный 3У12А
|
Центра
ГОСТ 13212-79. Патрон поводковый ГОСТ 13334-67
|
Круг
ПП400-40х306СМ1-СМ3
|
040
|
Контроль
1 Контролируем размер Ra
= 12,5 мкм. 2 Резьбу M22×1,5-6h
|
Стол
контроля
|
|
|
Микрометр
НИ
10-50-0,01 ГОСТ868-82
|
.5 Выбор оборудования и технологической оснастки
От правильного выбора оборудования и
технологической оснастки зависит производительность и качество обработки
детали, экономное использование производственных площадей, механизации и
автоматизации ручного труда, электроэнергии и в итоге себестоимости ремонта
изделия.
Выбор станка для точения шеек вала. Исходя, из
имеющихся данных наиболее приемлемым вариантом будет использован
токарно-винторезный станок модели 16К20, проходами резца из твердого сплава.
Выбор установки для хромирования поверхности
шеек. Исходя, из имеющихся данных наиболее приемлемым вариантом будет
использование гальванической установки № 385600. Выбор станка для шлифования
под номинальный размер. Работа может быть выполнена шлифовальным кругом .
Исходя из габаритных размеров детали, пользуясь паспортными данными станков,
выбираем кругло-шлифовальный станок марки 3У12А. Выбор станка для наплавки
изношенной резьбы. Резьба М221,5. Исходя, из
имеющихся данных наиболее приемлемым вариантом будет использование
токарно-винторезного станка 16К20. Мощность двигателя - 10кВт; КПД станка -
0,75.
Выбор инструмента для нарезания резьбы. Наиболее
приемлемым вариантом будет использование плашки.
Выбор режущего и слесарного инструмента
произведён исходя из анализа его производительности и экономичности;
целесообразности его применения в условиях данного технологического процесса.
.6 Выбор режима обработки
Токарная операция, шлифовать изношенную резьбу
вала сошки.
Определить режим точения на токарно-винторезном
станке марки 16К20.
Исходные данные: материал детали - сталь 35Х,
диаметр поверхности до точения d
= 22, диаметр поверхности после точения d
= 20. По нормативам принимаем резец токарный проходной упорный из твердого
сплава.
Наплавка вибродуговая. Наплавить наружную
поверхность детали выдерживая d
=
Определить режим наплавки на токарно-винторезном
станке 16К20.
Исходные данные: материал детали - сталь 35Х;
диаметр поверхности до наплавки d
= 20 мм; диаметр после наплавки d
= По
нормативам принимаем проволоку Нп 50 ГОСТ10543-82.
015 Токарная операция, точить поверхность резьбы
вала сошки выдерживая размеры детали.
Определить режим точения на токарно-винторезном
станке марки 16К20.
Исходные данные: материал детали - сталь 35Х,
диаметр поверхности до точения d
= 24, диаметр поверхности после точения d
= 22,5. По нормативам принимаем резец токарный проходной упорный из твердого
сплава.
Нарезание резьбы, нарезаем резьбу до
номинального размера.
Определить режим нарезания резьбы плашкой.
Исходные данные: материал детали - сталь 35Х,
диаметр поверхности до нарезания d
= 22,5, диаметр поверхности после нарезания d
= 22×1,5.
По нормативам принимаем плашку М22×1,5.
025 Шлифовальная операция, шлифовать изношенные
шейки выдерживая размеры детали.
Определить режим шлифования.
Исходные данные: материал детали - сталь 35Х,
диаметр поверхности до шлифовки d
= 31,94, диаметр поверхности после шлифовки d
= 31,90. По нормативам принимаем круг шлифовальный ПП 60032305.
030 Хромирование, хромировать поверхность шеек
выдерживая размер.
Параметры режима обработки следующие,
p-плотность осажденного металла, p=7,1 г/дм3, h-толщина слоя, h=0,13 мм.
Исходные данные: материал детали - сталь 35X;
диаметр поверхности до хромирования d
= 31,90 мм; диаметр после хромирования d
= 32,3 мм.
035 Шлифование, шлифовать в номинальный размер
Исходные данные: материал детали - сталь 35Х;
диаметр поверхности до шлифовки d
= 32,3 мм; диаметр после шлифовки d
= мм.
По нормативам принимаем круг шлифовальный ПП 60032305.
.7 Расчет норм времени
В зависимости от вида обработки основное время
рассчитывается по определенным формулам. Основное время на хромирование:
= ,
(1)
где h
- толщина слоя покрытия, мм. Принимаем h=0,13
мм;
- плотность
осажденного металла г/см3 (для стали
);
Dк
- плотность тока на катоде, А/дм2. Принимаем Dк
=60 А/дм2 [4];
С - Электрохимический эквивалент, г/Ач (при
хромировании С=0,32);
- коэффициент
выхода металла по току (для хромирования ).
Принимаем .
= =264,06
Вспомогательное время на операцию ,
мин:
(2)
где tв.у
-
вспомогательное время на установку-снятие детали, мин, [3];
tв.п -
вспомогательное время, связанное с каждым переходом, мин, [3];
tв.з -
вспомогательное время, связанное с замерами детали, мин, [3];
Оперативное время tоп,
мин:
. (3)
Дополнительно время ,
мин:
=
(4)
где аорг-тех, аотл -
процент от оперативного времени соответственно на организационно-техническое
обслуживание рабочего места, отдых и личные надобности, %, [3].
= =
60 мин.
Штучное время ,
мин:
(5)
tшт
= 264,06+0,97+60=325,03 мин.
Основное время на нарезание резьбы плашкой:
= ;
(6)
где Lр.х
- длина рабочего хода плашки, мм, Lр.х
= 30 мм;
n - частота вращения
плашки, мм, [2];
nхх
- частота вращения шпинделя при обратном ходе, мм, [2];
i - число
проходов,
мм. Применяем i = 2 мм,
[5];
S -
шаг резьбы, мм, или
подача, мин-1, S
= 1,5.
= .
Вспомогательное время на операцию ,
мин:
(7)
где tв.у
-
вспомогательное время на установку-снятие детали, мин, [3];
tв.п -
вспомогательное время, связанное с каждым переходом, мин, [3];
tв.з -
вспомогательное время, связанное с замерами детали, мин, [3].
. (8)
Дополнительно время ,
мин:
=
(9)
где аорг-тех, аотл -
процент от оперативного времени соответственно на организационно-техническое
обслуживание рабочего места, отдых и личные надобности, %, [3].
= =
0,38
мин.
Штучное время ,
мин:
(10)
tшт
= 0,07+0,97+0,38=1,42
мин.
3. Требования охраны труда
Перед началом работ необходимо привести в
порядок рабочую одежду, убрать волосы под головной убор, приготовить
необходимый инструмент, предохранительные приспособления (очки, наушники,
респиратор), осмотреть станочное оборудование, инструмент, определить их
исправность и готовность к использованию. Перед пуском станка необходимо
проверить наличие и исправность: приводных ремней, валиков, приводов и др., а
также токоведущих частей аппаратуры; заземляющих устройств; устройств для
крепления инструмента. Режущий, измерительный, крепежный инструмент и
приспособления должны быть разложены в удобном для пользования порядке.
Работать разрешается только исправным инструментом, приспособлениями и
применять их строго по назначению.
Требования безопасности во время работы: не
допускается работать на станках в рукавицах или перчатках, а также с
забинтованными пальцами без напальчников; устанавливать и снимать режущий
инструмент можно только после полной остановки станка. При обработке деталей
следует применять режимы резания, указанные в операционной карте для данной
детали; охлаждать режущий инструмент мокрыми тряпками и щётками запрещено.
По окончании работы работник должен: выключить
оборудование, привести в порядок рабочее место, убрать со станка стружку,
инструмент, приспособления, очистить станок от грязи, вытереть и смазать трущиеся
части станка, сложить готовые изделия, заготовки, другие материалы и
индивидуальные средства защиты на отведенные для них места; специальную одежду
и специальную обувь положить в личный шкаф для специальной одежды.
Во время работы хромировочной ванны на
электродах обильно выделяются пузырьки кислорода и водорода, увлекающие
электролит и образующие над ванной туман из распыленного электролита. Хромовый
ангидрид и его растворы относятся к вредным веществам, поражающим кожу и
слизистые оболочки дыхательных путей. Основными средствами борьбы с этой
вредностью являются: усиленная вентиляция, нанесение на поверхность электролита
в ванне барьерного слоя и снижение концентрации хромового ангидрида в
электролите.
В основе усиленной вентиляции является местное
удаление испарений электролита путем устройства по бортам ванны щелевого отсоса
с таким объемом удаляемого воздуха, чтобы его скорость над серединой ванны
превышала бы скорость подъема паров электролита. Расчет этой вентиляции должен
производиться по специальному положению.
4. Конструктивна часть
.1 Назначение и устройство приспособления
Спроектированное приспособление - задняя бабка
станка 16к20 имеет конусное отверстие для установки центра, который
поддерживает заготовку. Также используется для закрепления инструмента
(например, свёрл, зенкеров, разверток) для обработки детали по оси с внешней
стороны. Приспособление состоит из корпуса расположенного на плите. Бабка
крепится к станине при повороте рукоятки с помощью эксцентрика, тяги и планки.
Винты регулируют степень ее закрепления. Корпус может смещаться в поперечном
направлении винтовой парой. Выдвижная пиноль с центром перемещается маховиком
через винтовую пару. Пиноль закрепляют поворотом рукоятки. Заднюю бабку
специальным прихватом можно соединить с кареткой суппорта для получения
механической подачи. Задняя бабка имеет специальное пневматическое устройство,
создающее воздушную подушку, что облегчает ее перемещение по направляющим и
снижает их износ.
.2 Принцип действия приспособления
Задняя бабка опирается на
направляющие станины нижней поверхностью плиты. Плиту делают плоской, с
выступом посередине для направляющих станины трапецеидального сечения или с
канавками для направляющих треугольного сечения. При работе задняя бабка всегда
должна быть жестко закреплена на станине болтом, проходящим через корпус и
упирающимся снизу своей головкой в поперечину (скобу). Выступ поперечины должен
находиться в щели между направляющими станины станка. Для цилиндрической
обточки задняя бабка должна быть установлена так, чтобы ось ее пиноли была
параллельна направляющим призмам станины, а ее центр строго совпадал с центром
передней бабки. В связи с различной длиной обрабатываемых изделий заднюю бабку
часто приходится передвигать вдоль станины. Чтобы при закреплении не перекосить
ее, выступ плиты точно пригоняют к вертикальным плоскостям направляющих
станины. Поперечное перемещение задней бабки производится винтом.
Заключение
В ходе выполнения данного курсового проекта был
разработан технологический процесс восстановления детали - вал сошки рулевого
механизма с роликом в сборе № 130-2905605 с использованием ресурсосберегающих
технологий и рациональных способов ремонта, новых материалов, применением
прогрессивного режущего инструмента и средств контроля, высокопроизводительного
оборудования и средств механизации.
Подобрано оборудование, составлена
технологическая документация, выполнены ремонтный, сборочный чертежи детали и
приспособления соответственно.
Были закреплены, усовершенствованы и пополнены
знания и навыки, полученные в процессе обучения по организации и выполнению
ремонтных работ автомобильных деталей на ремонтных участках производства.
Список использованных источников
1
Марочник сталей и сплавов. Сорокин В.Г. и др. М: Машиностроение, 1989.- 640 с.
Общемашиностроительные
нормативы режимов резания для технического нормирования работ на металлорежущих
станках. ч.1, 2. М.: Машиностроение, 1974.
Ремонт
автомобилей. Курсовое проектирование: Пособие С.А. Скепьян, 2011.-235с.
http://www.splav-kharkov.com
http://delta-grup.ru
http://stanki-katalog.ru