Технологический процесс восстановления червячного колеса редуктора. Износ контактирующей поверхности колеса. Технологический маршрут ремонта детали. Разработка технологического процесса на восстановление поверхности. Выбор и расчет режимов резания.
Аннотация к работе
Например, при производстве автомобильных деталей расходы на материалы и изготовление заготовок (отливок, поковок, штамповок) составляют 70...75 % их стоимости, а при восстановлении деталей в зависимости от способа восстановления эти затраты составляют 6...8 %, так как заготовкой является сама деталь и при этом обрабатываются только те поверхности, которые имеют дефекты. Деталь завешивают в ванну для хромирования и подогрева, выдерживают 1-2 мин. В процессе резания фреза подается радиально на глубину зуба с подачей 0,08-0,50 мм/об стола и скоростью резания 20-25 м/мин. Вспомогательное время: мин, где-время на установку и снятие детали, мин;-время на закрепление и открепление детали, мин; - время на приемы управления, мин;-время на измерение детали, мин. Пользуясь таблицей 5[1] определяем значения: мин, мин, мин, мин.
Введение
Ремонт автомобилей является объективной необходимостью, которая обусловлена техническими и экономическими причинами, а именно: Потребность в автомобилях частично удовлетворяется путем эксплуатации отремонтированных автомобилей.
Ремонт обеспечивает дальнейшее использование тех элементов автомобиля, которые еще не полностью изношены.
Использование в процессе ремонта восстановленных деталей позволяет значительно снизить стоимость ремонта. Стоимость восстановления деталей значительно ниже стоимости их изготовления и составляют 10...50 % стоимости новых деталей. Например, при производстве автомобильных деталей расходы на материалы и изготовление заготовок (отливок, поковок, штамповок) составляют 70...75 % их стоимости, а при восстановлении деталей в зависимости от способа восстановления эти затраты составляют 6...8 %, так как заготовкой является сама деталь и при этом обрабатываются только те поверхности, которые имеют дефекты. При этом чем сложнее деталь и, следовательно, чем дороже она в изготовлении, тем ниже относительные затраты на ее восстановление..Общие сведения о детали
2.1 Назначение
Колесо червячное входит в зацепление с червячным валом редуктора. Крутящий момент от электродвигателя передается редуктору через муфту и тормозное устройство. В редукторе колесо червячное установлено на валу с помощью шпонки. Вал вращается на подшипниках, запрессованных в корпус редуктора. Колесо червячное передает крутящий момент.
2.2 Сведения о детали
Данная деталь относится к классу «колесо». Сердечник изготавливается из серого чугуна СЧ-40, венец из бронзы Бр010Н1Ф1. Колесо имеет 1 шпоночный паз для сегментной шпонки. Колесо соединяется с ведомым валом редуктора. На валу есть шпонка, шпонка нужна для того чтобы исключить проскальзывания червячного колеса относительно вала.
При эксплуатации деталь работает в закрытом корпусе с наличием смазки, испытывая большие термические и динамические нагрузки.
2.3 Дефектовка
Дефект 1.
Износ контактирующей поверхности колеса.
Износ контактирующей поверхности колеса получаются вследствие трения относительно других поверхностей и попадания между этими поверхностями каких-либо частиц износа. Износ контактирующей поверхности вала устраняют хромированием в саморегулирующемся электролите. В процесс восстановления детали входят: подготовка детали к нанесению покрытия, нанесение покрытия и обработка детали. Анодную обработку производят в основном электролите. Деталь завешивают в ванну для хромирования и подогрева, выдерживают 1-2 мин. Без тока, а затем подвергают обработке на аноде в течении 30-40 сек. После этого наносят покрытие. Далее обрабатывают деталь с помощью токарного станка.
Дефект 2.
Износ шпоночного паза.
Способ восстановления - ручная электродуговая наплавка. Изношенный шпоночный паз наплавляют с помощью электродуговой наплавки. Сущность дуговой наплавки состоит в том, что поверхность детали и конец электрода разогревается мощным источником тепла - электрической дугой, возникающей между электродом и наплавляемой деталью. В результате этого образуется ванна из жидкого металла, образованного металлом наплавляемой поверхности и материалом электрода. Жидкий металл после остывания образует шов (валик). Для защиты жидкого металла от вредного воздействия окружающей атмосферы электроды покрывают специальными обмазками.
Расплавленный металл всегда переносится с электрода на основную деталь, что объясняется воздействием электромагнитных сил, направленного движения газов, и поверхностного натяжения.
В процессе наплавки наблюдается неравномерный нагрев и охлаждение шва и околошовной зоны, что приводит к появлению трещин. Для предупреждения образования трещин применяют предварительный прогрев детали и медленное охлаждение после наплавки, назначают оптимальный режим наплавки. Излишки металла убираем токарно-винторезным станком, после чего долбим паз и проводим контроль.
Дефект 3
Износ зубьев колеса.
Червячный редуктор обладает низким КПД, а следственно и большими температурами в зоне контакта «червяка» с «червячным колесом». В следствии этого характерным дефектом этой передачи является износ зубъев червячного колеса. Восстановление изношенной поверхности осуществляется наплавкой нового материала Бр010Н1Ф1 на изношенные зубья. После наплавки, излишки металла удаляются точением на токарно-винторезном станке 16К20. После обработки точением идет фрезерная операция: нарезание с радиальной подачей осуществляется на зубофрезерных станках цилиндрической фрезой, ось которой устанавливают горизонтально, симметрично оси колеса. В процессе резания фреза подается радиально на глубину зуба с подачей 0,08-0,50 мм/об стола и скоростью резания 20-25 м/мин. Чтобы зубья колеса были нарезаны полностью по всей окружности, после достижения полной высоты и выключения радиальной подачи необходим еще один полный оборот детали, прежде чем следует остановить станок. Из зацепления с колесом фрезу следует выводить до выключения работы станка, чтобы не повреждать профиль зубьев колеса. При фрезеровании с радиальной подачей параметр шероховатости поверхности зависит от числа зубьев и заходов фрезы, а также диаметра колеса. Если диаметр колеса мал, а фреза имеет небольшое число зубьев, на профиле зубьев колеса остаются широкие следы огибающих резов. Для снижения параметра шероховатости по окончании радиальной подачи целесообразно применять чистовую обработку с тангенциальной подачей. Число резов на боковой поверхности зуба можно регулировать путем изменения тангенциальной подачи. Путь тангенциальной подачи в этом случае равен примерно одному осевому шагу червячной фрезы. Метод обработки с радиальной подачей обладает высокой производительностью; его применяют для обработки червячных колес невысокого качества и колес с относительно небольшим углом подъема зубьев.
3.Технологический маршрут ремонта детали
Восстановление шпоночного паза: Операция 005-Наплавочная.
Используя техническую характеристику станка принимаем: об/мин
Действительная скорость резания: м/мин
4.4 Расчет технической нормы времени
Норма штучного времени: мин.
Основное время: мин, где -рабочий ход инструмента мм; -длина обрабатываемой поверхности, мм; -величина пути перебега, подвода, мм; ( -припуск на обработку, мм; - глубина резания, мм).
Вспомогательное время: мин, где -время на установку и снятие детали, мин; -время на закрепление и открепление детали, мин; - время на приемы управления, мин; -время на измерение детали, мин.
Основное время: мин, где -рабочий ход инструмента мм; -длина обрабатываемой поверхности, мм; -величина пути перебега, подвода, мм; ( -припуск на обработку, мм; - глубина резания, мм).
Вспомогательное время: мин, где -время на установку и снятие детали, мин; -время на закрепление и открепление детали, мин; - время на приемы управления, мин; -время на измерение детали, мин.
Время на техническое обслуживание: мин, где -затраты на техническое обслуживание рабочего места в процентах от основного.
Время на организационное обслуживание рабочего места: мин.
Время перерывов на отдых: мин.
6.1 Выберем необходимое оборудование для наплавочной операции
Для питания сварочного тока выбираем сварочный преобразователь ПСО-300-2. Преобразователь предназначен для ручной сварки и наплавки. Краткая техническая характеристика приведена ниже.
Сила номинального тока - 300 А.
Пределы регулирования силы тока - 75-320 А.
Напряжение холостого хода - 75 В.
Номинальное напряжение - 30 В.
Мощность генератора - 9 КВ·А.
Мощность преобразователя - 14 КВ·А.
Внешняя характеристика - падающая.
Масса - 430 кг.
Для установки детали выбираем также стол для электросварочных работ ОРГ-1468-04-340. Техническая характеристика стола: Габаритные размеры, мм: длина - 1155. ширина - 745. высота - 645.
Масса - 122 кг.
Стол оснащен ящиками для инструментов и электродов.
Для проведения наплавочных работ необходим ткаже электродержатель и щиток. Выбираем электродержатель ЭДВ-300 и щиток НН-Э-105-У1.
Нормирование операции, связанной с восстановлением поверхности детали
Определим штучно-калькуляционное время на операцию, при выполнении наплавки поверхности отверстия под вал сцепления и шпоночного паза.
Расчет основного времени to проводим по формуле: где F - площадь поперечного сечения шва (валика), мм2;
l - длина шва, мм;
? - плотность наплавляемого металла, г/см3 (для стали ? =7,8);
кп - коэффициент разбрызгивания металла (кп=0,90);
Кн - коэффициент расплавления (при ручной наплавке Кн= 8 г/А·ч);
I - сварочный ток, А;
Кс - коэффициент учитывающий сложность работы (Кс= 1,5).
Площадь поперечного сечения шва: F=?·r2=3,14·22= 12,6 мм2; длина шва l
? ·d·n=3,14·25·4= 314,2 мм (d=25 мм; n=4).
6.2 Вспомогательное время тв тв = 0,36 мин.
Дополнительное время складывается из времени организационного и технологического обслуживания рабочего места и времени на отдых и личные надобности (тобс тот) и составляет 5% от оперативного времени (то тв).
(тобс тот)=0,05(то тв)=0,05(1,84 0,36)=0,11 мин.
Подготовительно-заключительное время тп-з принимаем равным 15 мин на партию деталей.
Принимаю по паспорту nn=150 об/мин, тогда фактическая скорость резания: м/мин.
Продольная подача. мм/об;
где: ВК - ширина круга, мм.
Глубина шлифования (поперечная подача в мм/ход стола).
SПОП=0,005…0,015 мм/ход стола.
По паспорту SПОП=0,015 мм/ход стола.
Длина рабочего хода круга.
LPX1=l02 ВК - при выходе круга в обе стороны;
LPX2,3=l01 0,5ВК - при выходе круга в одну сторону;
LPX1=36 20=56 мм.
LPX2=18 0,5 20=28 мм;
LPX3=62 0,5 20=72 мм.
Нормирование труда.
Основное время.
;
где: КТ - коэффициент точности. мин;
мин;
мин. мин.
Вспомогательное время.
;
где: ТУСТ=0,62 мин. - время на установку и снятие детали;
ТПЕР=0,37х2=0,74 мин. - время, связанное со шлифованием одной поверхности;
ТИЗМ=0,16 мин. - время изменения. мин.
Оперативное время. мин.
Штучное время. мин.
Штучно-калькуляционное время. мин/деталь.
Список литературы
червячный колесо редуктор восстановление
В процессе выполнения курсовой работы был спроектирован технологический процесс по восстановлению «червячного колеса» редуктора. В процессе восстановления данных дефектов в реальном производстве экономия (по сравнению с изготовлением новых деталей) ресурсов может достигнуть 70%, затраты на материалы уменьшаются на 30%.
Список используемой литературы
1. Горбацевич А. Ф., Шкред В. А.Курсовое проектирование по технологии машиностроения: [Учеб. пособие для машиностроит. спец. вузов].- 4-е изд., нерераб. и доп.- Мн.; Выш. школа, 1983.- 255 с.
4. Карагодин В.И., Митрохин Н.Н. Ремонт автомобилей и двигателей: Учеб. для студ. сред. проф. учеб. заведений. - М.: Мастерство; Высш. школа, 2001. - 496 с.
5. Дюмин И.Е., Трегуб Г.Г. Ремонт автомобилей / Под ред. И.Е. Дюмина.- М.: Транспорт, 1999.-280с.