Технология ремонта газораспределительного механизма автомобиля КАМАЗ 53212 с разработкой технологии восстановления толкателя

На ремонтных предприятиях получили широкое распространение сварка и наплавка под слоем флюса, вибродуговая наплавка, сварка и наплавка в среде углекислого газа, сварка и наплавка порошковой проволокой и др.

Сварка и наплавка деталей под слоем флюса. Сварка и наплавка под слоем флюса может быть автоматической и полуавтоматической.

Автоматическая сварка и наплавка под слоем флюса заключается в следующем. Электродная проволока) через мундштук непрерывно подается специальным роликовым устройством в зону наплавки, а из бункера поступает слоем 30 - 50 мм гранулированный флюс. Наплавляемая цилиндрическая деталь вращается по часовой стрелке, а наплавочная головка вместе с электродом перемещается вдоль оси детали, обеспечивая наплавку шва по винтовой линии. Дуга горит под жидким слоем (оболочкой) расплавленного флюса в газовом пространстве , образуемом при непрерывном горении дуги. Оболочка расплавленного флюса предохраняет расплавленный металл от вредного действия кислорода и азота воздуха, уменьшает разбрызгивание расплава металла, улучшает качество формирования наплавляемого шва. При остывании расплава флюса образуется шлаковая корка, которая замедляет охлаждение наплавленного шва, улучшая условия его кристаллизации.

С целью получения от наплавленного слоя требуемых свойств применяют следующие способы легирования: через электродную проволоку, через порошковую проволоку, через флюс и комбинированный способ.

Автоматическая наплавка под слоем флюса имеет ряд преимуществ перед ручной:

высокая производительность процесса благодаря применению более высоких плотностей тока и увеличению коэффициента наплавки; получение высококачественного покрытия вследствие хорошей защиты дуги от окружающей среды и устойчивости процесса в связи с его автоматизацией; возможность получения наплавленного слоя большой толщины (до 5 мм и более);

экономичность процесса в связи с резким уменьшением потерь электродного металла и отсутствием потерь электроэнергии на излучение тепла и света; возможность получения наплавленного металла с высокими физико-механическими свойствами в результате его легирования;

облегчение условий работы сварщика.

Недостатки наплавки под слоем флюса:

трудность наплавки цилиндрических деталей диаметром менее 45 мм, так как расплавленный флюс и шлак стекают с наплавленного слоя, не успев затвердеть;

относительно высокая стоимость применяемых флюсов.

Полуавтоматическая сварка и наплавка под слоем флюса. При восстановлении деталей сложной конфигурации и при небольших объемах наплавочных работ применяют полуавтоматическую наплавку и сварку под слоем флюса.

Вибродуговая наплавка. Этот способ наплавки является разновидностью дуговой наплавки плавящимся металлическим электродом. Особенность вибродуговой наплавки заключается в том, что электродный материал расплавляется теплом, которое выделяется в результате возникновения периодически повторяющихся электрических разрядов, т. е. прерывисто горящей дугой. Прерывистость горения дуги обусловлена вибрациями электродной проволоки вдоль ее оси с помощью электромагнитного или механического устройства.

При наплавке без охлаждения или в среде защитных газов твердость наплавленного слоя в зависимости от марки электродной проволоки составляет НВ 160 - 450, но наплавленный слой имеет большую усталостную прочность.

При наплавке под слоем флюса получают покрытие наилучшего качества.

Вибродуговая наплавка имеет следующие достоинства: незначительная зона термического воздействия, не оказывающая влияния на деформацию детали и на ее состояние, достаточно высокая производительность (8 - 10 см² поверхности покрытия в 1 мин). Недостатком способа является снижение усталостной прочности детали после наплавки на 30 - 40 %.

Вибродуговая наплавка получила распространение при восстановлении деталей из стали, серого и ковкого чугуна (шеек валов, шлицев, резьбовых поверхностей деталей), не испытывающих значительную динамическую нагрузку.

Наплавка в среде защитных газов. Сущность способа заключается в том, что электрическая дуга горит между электродом и наплавляемой деталью в струе газа, вытесняющего воздух из плавильного пространства, и расплав металла защищается от действия кислорода и азота воздуха. При наплавке и сварке стальных деталей используют углекислый газ, при сварке алюминия - аргон или гелий.

Рисунок 25. Наплавка в среде защитных газов: 1-мундштук; 2- трубка; 3-газовое сопло; 4- наконечник; 5-электродная проволка

Сварку и наплавку выполняют электродной проволокой диаметром от 0,8 до 2,5 мм. Например, при наплавке цилиндрических деталей диаметром от 10 до 40 мм применяют проволоку диаметром от 0,8 до 1 мм марки Нп-ЗОХГСА. Толщина наплавленного слоя составляет 0,8 - 1 мм.

Наплавка деталей в среде углекислого газа по сравнению с наплавкой под слоем флюса имеет следующие преимущества: возможность наплавки шеек валов диаметром от 10 мм и выше; более высокая (на 20 - 30 %) производительность процесса; меньший нагрев детали; отсутствие необходимости очистки наплавленного слоя от шлаковой корки. Недостатком процесса является склонность наплавленного слоя к образованию трещин и значительное разбрызгивание металла.

Наплавка порошковой проволокой. Порошковая проволока представляет собой свернутую из стальной ленты трубку диаметром 2 - 3 мм, заполненную шихтой в виде механической смеси легирующих (ферросплавы, углерод, различные металлы), защитных (мрамор, плавиковый шпат и др.) компонентов, железного порошка, а также веществ, стабилизирующих горение дуги.

Преимущества процесса - простота его выполнения, так как не требуется наличие флюсов или защитных газов, возможность получения износостойкого наплавленного металла и относительно высокий коэффициент наплавки 12 - 20 кг/ (А -ч). Недостатки - значительная стоимость проволоки, получение наплавленного металла с неравномерной структурой и с повышенной пористостью.

При наплавке поверхностей значительной ширины и цилиндрических поверхностей больших диаметров вместо порошковой проволоки эффективнее применять порошковую ленту шириной от 20 до 100 мм.

Электроконтактная наплавка. Сущность способа заключается в навивке на поверхность восстанавливаемой детали проволоки, которая приваривается электроконтактным способом импульсами тока большой силы при одновременном деформировании проволоки до требуемой толщины слоя покрытия.

Толщина наплавленного слоя может быть в пределах 0,2 - 1,5 мм при диаметре электродной проволоки соответственно 0,5 - 2 мм.

Электродную проволоку применяют марок Нп-40, Нп-50, Нп-ЗОХГСА и т. д. в зависимости от требуемого свойства наплавленного металла. Электроконтактный способ наплавки является весьма перспективным. Он обладает следующими достоинствами: высокая производительность, достигающая 100 см²/мин при толщине покрытия 1 мм; незначительная зона термического влияния (до 0,Змм); незначительные потери присадочного материала; благоприятные производственные условия для работы сварщиков.



Рисунок 26. Схема электроконтактной наплавки: 1-контактный ролик; 2-обрабатываемая деталь; 3-проволка; 4-ролик; 5,6-контуры трансформатора; 7-прерыватель

Особенности механической обработки деталей после наплавки. Эти особенности заключаются в наличии неравномерных припусков, включений шлака, неоднородности свойств наплавленного металла. В зависимости от твердости наплавленного слоя и требований к качеству поверхности применяют обработку на токарных и шлифовальных станках. При твердости наплавленного слоя не свыше HRC 40 возможна токарная обработка резцами с пластинками из сплава ВК6. Если твердость наплавленного слоя превышает HRC 40, то вместо токарной возможна анодно-механическая обработка.

5.2 Восстановление деталей металлизацией

Металлизация напылением. Процесс металлизации заключается в нанесении на поверхность детали расплавленного металла струёй сжатого воздуха. Толщина покрытия в зависимости от его назначения может быть от 0,03 до 10мм и более. При ремонте машин металлизация напылением имеет пока ограниченное применение: наращивание изношенных поверхностей валов, цапф, устранение различных дефектов в корпусах (раковин, пор), декоративные и антикоррозионные покрытия.

Физическая сущность процесса металлизации заключается в следующем: напыляемый металл расплавляется каким-либо источником тепла и с помощью сжатого воздуха или инертного газа распыляется на мелкие частицы диаметром от 3 до 300 мкм. Расплавленные частицы металла, пролетая расстояние от зоны плавления до поверхности детали, успевают несколько остыть и из жидкого состояния переходят в твердое. В момент удара эти частицы, обладая достаточно большой кинетической энергией, контактируют с микрорельефом поверхности детали и между собой, образуя на поверхности детали покрытие. Прочность покрытия определяется молекулярными силами сцепления контактных участков и чисто механическим зацеплением напыляемых частиц за неровности поверхности детали. Средняя температура потока частиц у поверхности детали относительно невысока (около 70 °С), что связано с подачей большого объема воздуха и небольшого объема частиц металла. В процессе напыления частицы металла подвергаются окислению. Покрытие получается пористым, достаточно хрупким, имеющим низкий предел прочности на растяжение. В зависимости от источника расплавления металла различают следующие виды металлизации: газопламенную, дуговую, высокочастотную, плазменную.

Газопламенная металлизация. Преимуществом газопламенной металлизации является сравнительно небольшое окисление металла. Недостаток способа - сложность установки и невысокая производительность процесса (2 - 4 кг напыляемого металла в 1 ч).

Рисунок 27. Схема распыления металла газовым металлизатором: 1-канал подачи смеси; 2-канал подачи воздуха; 3-присадочная проволка; 4- пламя

Дуговая металлизация заключается в том, что электрическая дуга возбуждается между двумя присадочными проволоками, которые изолированы одна от другой и непрерывно подаются роликовым механизмом со скоростью 0,6 - 1,5 м/мин через наконечник. Одновременно через сопло в зону дуги поступает воздух или инертный газ под давлением 0.4 - 0.6 МПа.

Расплавленный металл выдувается сжатым воздухом на поверхность детали .

Для дуговой металлизации применяют станочные аппараты ЭМ-6, МЭС-1, ЭМ-12, ручные аппараты ЭМ-3, ЭМ-9 и проволоку типа Нп-40, Нп-ЗОХГСА, Нп-ЗХ13 и др.

Преимущества дуговой металлизации относительно высокая производительность процесса (от 3 до 14 кг напыляемого металла в 1 ч) и достаточно простое оборудование. К недостаткам процесса относятся значительное выгорание легирующих элементов и повышенное окисление металла.

Высокочастотная металлизация основана на расплавлении присадочной проволоки с помощью индуктора, который питается током высокой частоты (200 - 300 кГц) от лампового генератора. Высокочастотная металлизация по сравнению с дуговой имеет ряд преимуществ: уменьшается выгорание легирующих элементов проволоки в 3 - 6 раз и уменьшается пористость покрытия; увеличивается производительность процесса, так как применяется проволока большего диаметра (3 - 6 мм); уменьшается примерно в 2 раза удельный расход электроэнергии. Недостаток - более сложное оборудование.

Плазменная металлизация - весьма перспективный способ напыления металлов, так как позволяет получать покрытия из тугоплавких и износостойких материалов, в том числе из твердых сплавов. Этот способ основан на способности газов переходить при определенных условиях в состояние плазмы. Плазмой называется газ, находящийся в сильно ионизированном состоянии под воздействием различных факторов: температуры, электрического или высокочастотного разряда, излучения, детонации. При плазменной металлизации плазма образуется пропусканием плазмообразующего газа через дуговой разряд, который возбуждается между двумя электродами. Плазменная обработка осуществляется в специальных установках, называемых плазмотронами, или плазменными головками.

В качестве плазмообразующего газа используют аргон или азот и реже водород или гелий. В качестве напыляемого материала применяют гранулированный порошок . Подача порошка в плазменную струю осуществляется транспортирующим газом (азотом). Напыляемый порошок расплавляется плазменной струёй и наносится на поверхность детали.

Рисунок 28. Схема плазменной металлизации: 1-канал подачи газа; 2-канал подачи воды; 3-катод; 4- гранулированный порошок; -изолирующая прокладка; 6-электрическая дуга; 7-анод

При плазменной металлизации плазма образуется пропусканием плазмообразующего газа через дуговой разряд, который возбуждается между двумя электродами. Плазменная обработка осуществляется в специальных установках, называемых плазмотронами, или плазменными головками.

В качестве плазмообразующего газа используют аргон или азот и реже водород или гелий. В качестве напыляемого материала применяют гранулированный порошок. Подача порошка в плазменную струю осуществляется транспортирующим газом (азотом). Напыляемый порошок расплавляется плазменной струёй и наносится на поверхность детали.

Наиболее ценными свойствами обладают порошковые сплавы на основе никеля (ПГ-ХН80СР2, ПГ-ХН80СРЗ, ПГ-ХН80СР4):невысокой температурой плавления (950 - 1050 °С), необходимой твердостью (в пределах HRC 35 - 60), жидкотекучестью, высокой износостойкостью, свойством самофлюсования. Недостаток этих сплавов - высокая стоимость. Менее дефицитны порошковые сплавы на основе железа с высоким содержанием углерода (ПГ-УЗОХ28Н4С4 КБХ и др.). Эти сплавы обеспечивают твердость HRC 56 - 63, высокую износостойкость. К недостаткам их относят тугоплавкость (температура плавления 1250 - 1300 °С) и отсутствие свойства самофлюсования.

Для плазменной металлизации применяют универсальные плазменные установки УПУ-3 и УПУ-4 и универсальные плазменно-металлизационные установки УМП-4 и УМП-5.

Свойства плазменного покрытия могут быть значительно повышены, если после нанесения покрытия оплавить его плазменной струёй, ацетилено-кислородным пламенем или токами высокой частоты. Износостойкость таких покрытий при напылении сплавом ПГ-ХН80СРЗ превышает износостойкость стали 45, закаленной до твердости HRC 54 - 58, в 2-3 раза. Прочность сцепления покрытия, нанесенного на сталь, после оплавления повышается в 8 - 10 раз и равна 400 - 450 МПа. Плазменная металлизация с оплавлением покрытия может быть применена для восстановления деталей, работающих со знакопеременными нагрузками.

Эксплуатационные свойства металлизационных покрытий. Прочность сцепления покрытия с основным металлом недостаточна. Так, например, прочность сцепления при электрометаллизации составляет 10 - 25 МПа, при газовой металлизации - 12 - 28 МПа, при плазменной - до 40 МПа. Прочность сцепления возрастает с ростом силы тока, расхода газа, от применения предварительного подогрева детали до температуры 200 - 300°С, подслоев из легкоплавких сплавов или молибдена, а также оплавления поверхности после ее напыления.

Износостойкость металлизационных покрытий достаточно высокая, что предопределяется значительной их пористостью (до 10 - 20 % объема), которая способствует удерживанию в напыленном слое смазочного масла. При плазменном напылении порошковой проволокой получают покрытие с пористостью в пределах 2 - 5 %.

Значительное повышение износостойкости можно получить при плазменной наплавке путем применения тугоплавких материалов.

Усталостная прочность деталей весьма низкая, что объясняется слабой прочностью сцепления металлизационного покрытия с металлом детали и необходимостью создания весьма шероховатой поверхности при подготовке детали к металлизации. Поэтому металлизированные детали, особенно полученные способами дуговой и газопламенной металлизации, не рекомендуется использовать в условиях работы со знакопеременными и повторными нагрузками.

5.3 Восстановление деталей нанесением электролитических и химических покрытий

Электролитические и химические покрытия. При ремонте строительных и дорожных машин процесс электролитического осаждения применяют для восстановления деталей, имеющих сравнительно малые износы, для защиты деталей от коррозии, а также для декоративного покрытия. В ремонтном производстве наиболее распространены хромирование и осталивание, в меньшей степени - меднение, никелирование, цинкование. При гальванических процессах не изменяются структура и свойства основного материала детали, так как нагрев детали не превышает 70 - 90 °С. Твердость может быть получена от 50 - 70 НВ для цинковых до 1200 НВ для хромовых покрытий.



Рисунок 29 Схема электролитического осаждения металла: 1-ванна; 2-положительный электрод (анод); 3-отрицательнвый электрод (катод) ; 4-электролит

Электролитическое (гальваническое) покрытие - это процесс нанесения металла на поверхность детали путем кристаллизации его из раствора соответствующей соли (электролита) в результате прохождения через соль электрического тока.

Хромирование. Хромовые покрытия применяют для восстановления размеров изношенных деталей, а также в качестве антикоррозионного и декоративного покрытия. Хромовые покрытия отличаются высокой твердостью, хорошей износостойкостью, превышающей в 2 - 3 раза износостойкость закаленной стали 45, хорошей сцепляемостью почти с любыми металлами, высокой кислотостойкостью и теплостойкостью.

К недостаткам хромирования относят ограничение толщины покрытия (до 0,3 мм), так как при большей толщине слой хрома отслаивается и теряет износостойкие свойства; относительно низкую производительность процесса (до 0,03 мм/ч) из-за малых значений выхода металла по току; высокую стоимость процесса.

При хромировании в качестве электролита используют водный раствор хромового ангидрида. Процесс хромирования удовлетворительно протекает в присутствии ионов SC>4 с применением нерастворимых (свинцово-сурьмянистых) анодов (95 % свинца и 5 % сурьмы). Серная кислота в электролите играет роль катализатора, способствуя осаждению хрома. Соотношение между концентрацией хромового ангидрида и серной кислотой должно находиться в пределах от 90 до 120. В этом случае обеспечивается наибольший выход по току хрома.

Электролит № 1, называемый разведенным, обеспечивает наиболее высокую износостойкость покрытия, отличается относительно высоким выходом хрома по току (16 - 18 %) и лучшей рассеивающей способностью. Электролит №3. используют для защитно-декоративных целей. При хромировании на этом электролите выход по току относительно мал (10 - 12 %). Этот электролит отличается низкой рассеивающей ^с способностью. Электролит № 2, называемый универсальным, по своим показателям занимает промежуточное положение и применяется для получения износостойких покрытий с хорошими защитно-декоративными свойствами. В зависимости от плотности тока и температуры электролита при неизменном его составе можно получить покрытия трех видов: серые (матовые), блестящие и молочные.

Осталивание - процесс электролитического осаждения железа. Осталивание намного производительнее и экономичнее хромирования, так как скорость осаждения металла составляет 0,3 - 0,5 мм/ч, а выход по току достигает 85 - 90 %, т. е. в 5 - 6 раз выше, чем при обычном хромировании. Сцепляемость железного покрытия с поверхностью стальной детали достаточно высокая (400 - 450 МПа). К недостаткам процесса относится снижение усталостной прочности деталей, достигающее 30 % при покрытии стальных деталей. Это обусловлено наличием растягивающих внутренних напряжений в покрытии.

Осталивание применяют для наращивания поверхностей деталей под неподвижные посадки, для восстановления деталей с большим износом (до 2 - 3 мм), а также с целью получения подслоя в 1 - 3 мм для тонкого хромового покрытия (0,02 - 0,03 мм).

Качество покрытия (твердость, износостойкость, вязкость) зависит от состава и температуры электролита, плотности тока. Мелкозернистые и вязкие покрытия получаются при малой плотности тока и высокой температуре; с увеличением плотности тока, снижении температуры электролита и уменьшении концентрации хлористого железа твердость покрытия возрастает.

В процессе осталивания выделяется большое количество вредных газов, поэтому требуются мощные вентиляционные установки.

Электролитические покрытия на токе переменной полярности. С целью интенсификации процессов нанесения электролитических покрытий и повышения их качества применяют установки с использованием тока переменной полярности, т. е. с использованием переменного тока. Сущность процесса заключается в том, что в межэлектродное пространство ванны в течение одного периода подаются два импульса тока - катодного и анодного, причем длительность катодного периода составляет 1 - 5 мин, а анодного 1 - 5 с. Смена полярности обеспечивается автоматами типа APT и др.

. Восстановление хромированием или осталиванием крупногабаритных деталей (корпуса коробок передач, блоки цилиндров) и деталей сложной конфигурации (коленчатые валы) связано с рядом технологических трудностей (необходимость иметь ванны больших размеров, сложность подвесных приспособлений и изоляции мест, не подлежащих покрытию, и др.). Поэтому такие детали восстанавливают вневанным осаждением, принцип которого заключается в том, что местная ванна создается только в зоне покрытия. Вневанный процесс выполняется тремя способами: струйным, проточным и натиранием.

Проточный процесс заключается в том, что в зоне покрываемой поверхности создается местная ванна, через которую циркулирует электролит. Этот способ особенно эффективен при покрытиях металлом внутренних цилиндрических поверхностей.

5.4 Выбор оптимального способа восстановления

Важным условием обеспечения наилучших экономических показателей и качества восстанавливаемых детали является выбор оптимального в каждом конкретном случае способа восстановления. Способ восстановления деталей должен выбираться в результате последовательного использования трех критериев: применимости, долговечности и технико-экономического критерия.

Общая методика выбора способа восстановления деталей данной группы (наименования) состоит из трех этапов.

Рассмотрение различных способов восстановления и выбор из них таких способов, которые могут в принципе применяться, т. е. удовлетворяют необходимому значению коэффициента применимости.

Из числа способов, отвечающих необходимому значению коэффициента, применимости, выбор тех из них, которые обеспечивают последующий межремонтный ресурс восстановленных деталей, т. е. удовлетворяют требуемому значению коэффициента долговечности.

Если установлено, что требуемому значению коэффициента долговечности для данной детали соответствуют два или несколько способов, выбор из их числа способа, характеризующегося наиболее высоким значением коэффициента технико-экономической эффективности.

Общая методика выбора способа восстановления деталей включает пять частных методик по определению: коэффициента применимости; коэффициента долговечности; коэффициента производительности; относительной экономичности способов; коэффициента технико-экономической эффективности.

Согласно численным значениям коэффициента применимости из всех возможных способов восстановления детали в принципе могут применяться: металлизация электродуговая; наплавки: аргоно-дуговая, автоматическая под флюсом, в среде углекислого газа, вибродуговая, ручная, газовая, а также структурное хромирование и хромирование в саморегулирующемся электролите.

Анализируя значения комплексного коэффициента - коэффициента долговечности, зависящего от коэффициентов износостойкости, выносливости, сцепляемости обеспечивают последующий межремонтный ресурс восстановленной детали следующий способы восстановления: наплавки: автоматическая под флюсом, в среде углекислого газа, вибродуговая и хромирование в универсальном электролите.

Сравнивая коэффициенты технико-экономической эффективности четырех наиболее подходящих способов восстановления окончательным способом восстановления детали, удовлетворяющим всем критериям, является наплавка. Этот способ, как один из наиболее эффективных, применяется для восстановления деталей данного класса на специализированных авторемонтных предприятиях. Также данный способ восстановления рекомендован научно-техническим центром заводов изготовителей, в частности ОАО “КамАЗ”, что является наилучшей гарантией качества ремонта.

В качестве способа восстановления выбираем наплавку. Этот выбор обоснован тем, что по сравнению с другими способами он имеет:

Минимальную необходимую площадь для оборудования

Минимальную массу оборудования.

Высокую производительность процесса

6. Разработка технологического процесса восстановления детали

На специализированных предприятиях должна найти широкое применение маршрутная технология восстановления деталей, обеспечивающая правильную очередность выполнения операций своевременный операционный контроль, облегчающая производственной планирование, создающая предпосылки для поточного производства, повышения производительности труда и качества восстановления деталей. Количество маршрутов для одной детали не должно превосходить пяти - шести, маршруты должны комплектоваться на основе естественного сочетания дефектов. Рекомендуются различные способы сокращения количества маршрутов: включение в состав одного маршрута восстановление всех соосных поверхностей, включение в состав всех маршрутов сравнительно несложных операций.

Рисунок 30. Схема технологического процесса восстановления при наплавке.

Но не всегда соосные поверхности возможно или целесообразно восстанавливать однотипными способами, поэтому не во всех случаях рационально включать их один маршрут. Не всегда будет целесообразно включение в один маршрут всех сравнительно несложных операций из-за большого разнообразия их характера. При отнесении деталей с реже встречающимися сочетаниями дефектов к редким маршрутам следует учитывать, что их по разным вариантам сочетаний будет немало.

Очистка и мойка деталей. Виды загрязнений: остатки масел и смазок, отложения смол, аморфные и структурированные осадки, продукты коррозии и механического изнашивания. Способ очистки: в растворах синтетических моющих средств (МЛ - 51, МЛ - 52, Лабомид - 101, Лабомид - 203, МС - 8, Темп - 100), в растворяюще-эмульгирующих средствах, доочистка механизированными инструментами в барабанах (АМ - 15, ДВП - 1, Термос, Ритм), ручным механизированным инструментом, обработка растворами кислот (Каустик). Оборудование: струйная камерная машина ОМ - 4610, струйная конвейерная машина ОМ - 5343, погружная моечная машина ОМ - 12190, ультразвуковая ванна УЗВ - 16М, комбинированная моечная машина ОМ - 9318, моечная машина для очистки мелких деталей ОМ - 6068А.

Контроль деталей. Контролируемые показатели: измерение размеров деталей (линейные размеры, углы между плоскостями, осями, образующими), контроль отклонения формы (отклонение от цилиндричности, прямолинейности, плоскостности), контроль отклонения расположения поверхностей (радиальное и торцевое биение, расположение осей, поверхностей), контроль параметров шероховатости, контроль твердости поверхности, контроль целостности деталей. Используемые средства дефектации: штангенциркуль, штангенинструменты, микрометрические инструменты и рычажно-зубчатые приборы, угломер с нониусом, шаблоны, угловые меры, индикаторные приспособления, призмы, проверочные линейки и плиты, прибор ПБ, струбцина с индикатором, специальная схема с индикатором, индикаторные приспособления, угломеры, профилометр, твердомеры ТШ и ТК, магнитный, люминесцентный и ультразвуковой дефектоскопы.

Правка. Детали правят в холодном и горячем состоянии с помощью прессов и домкратов, а также местным наклепом, который создает напряжения сжатия, деформирующие деталь в направлении, совпадающем с направлением наносимого удара. Для нанесения удара применяют как пневматические так и ручные молотки. Масса ручного молотка 1 - 2 кг. На бойке пневматического молотка закрепляют закаленный шарик. При деформации нагрузки на детали превышают 500 - 800 МПа. Для облегчения пластического деформирования деталь предварительно нагревают (при нагреве до температуры 900С давление на деталь можно снизить до 50 - 60 МПа).

Шлифование. Проводят шлифовальным кругом электрокорунд зернистостью 60 - 80, твердостью СМ1 или С1 при следующем режиме: поперечная подача 0,005 - 0,015 мм/дв ход стола, продольная подача 2 - 10 мм/об изделия, окружная скорость круга 20 - 25 м/с и детали не менее 10 м/мин, количество охлаждающей жидкости не менее 10 л/мин. После нанесения металлопокрытий наплавленные поверхности подвергают черновому и чистовому шлифованию под номинальные размеры на круглошлифовальных одно- или двухкаменных станках типа 3423, 3420 методом врезания.

Наплавка в углекислом газе. Наплавка может производиться наложением валиков по винтовой линии. Для наплавки используются станки У - 651, У - 653 или полуавтоматы А - 547Р, А - 825М, или наплавочные головки, применяемые для наплавки под флюсом.

В зависимости от назначения детали, материала и термической обработки для наплавки могут применяться следующие марки электродной проволоки: Св - 08ГС, Св - 12ГС, Св - 08Г2С, Нп - 30ХГСА, Нп - 2Х14, Нп - 3Х13 и др.

Рекомендуемый режим наплавки: диаметр наплавляемой поверхности 20 - 30 мм, диаметр электродной проволоки 1,6 мм, толщина наплавляемого слоя 0,5 - 2 мм, подача 2,5 - 4 мм/об, скорость подачи электродной проволоки 2 - 3,5 м/мин, сила тока 140 - 180 А, напряжение 19 - 20 В, скорость наплавки 0,8 - 1,2 м/мин.

Токарная обработка. После наплавки проволокой 30ХГСА в углекислом газе с направленным охлаждением точение проводят при следующем режиме: материал режущей части резца Т5К10, геометрические параметры инструмента (угол резца: передний 5 - 10, главный в плане 25, вспомогательный в плане 15, главный задний 8 - 10, угол наклона главной режущей кромки 0), радиус при вершине 1 мм, скорость резания 47,5 м/мин, подача 0,3 мм/об, глубина резания 0,6 - 0,7 мм.

Точение можно проводить инструментом из твердых сплавов Т15К6, Т5К10, ВК6, ВК8.

Для чернового точения поверхностей рекомендуется инструмент из мелкозернистых твердых сплавов ВК3М и ВК6М.

Для чистовой обработки наплавленных деталей рекомендуется инструмент из эльбора - Р и гексанита - Р.

Закалка поверхностей ТВЧ. Для получения ТВЧ применяются машинные и ламповые генераторы. Для закалки автомобильных деталей диаметром от 15 до 100 мм на глубину 1,3 - 5 мм наиболее подходящими являются машинные генераторы мощностью 100 кВт и частотой тока 8000 Гц (тип ПВВ 100/8000, ВПЧ 100/8000). Из ламповых может быть рекомендован генератор типа ЛЗ - 107В мощностью 100 кВт, частотой 70 кГц, оптимальная температура в обоих случаях должна быть 900 - 920С.

Универсальная установка для закалки ТВЧ кроме высокочастотного генератора включает станок, обеспечивающий вращение и поступательное перемещение детали, индукторы, систему охлаждения, нагревательное оборудование повышенной частоты (высокочастотный понижающий трансформатор и батарею конденсаторов), пульт управления.

Шлифование. Завершающей операцией является шлифование хромированных поверхностей электрокорундовыми кругами с зернистостью 60 - 120 и твердостью Ml - МЗ. Припуск на шлифование оставляют 0,08 - 0,1 мм. Хромовые покрытия, нанесенные с декоративной целью, подвергаются полированию с применением паст ГОИ.

7. Техническое нормирование операций технологического процесса.

Техническое нормирование является важным фактором повышения производительности труда и эффективности производства.

Оно производится в целях восстановления необходимых затрат времени на выполнение заданного объема работ в определенных организационно-технических условиях, при полном и эффективном использовании средств производства и с учетом опыта передовых рабочих. Такой подход к нормированию обеспечивает установление технически обоснованных норм времени. В структуру технически обоснованных норм времени включаются лишь те затраты, которые необходимы для выполнения заданной работы, а именно: подготовительно - заключительное, основное (технологическое), вспомогательное, время обслуживания рабочего места, время на отдых и надобности рабочего.

Особенности технического нормирования операций наплавки под слоем флюса, вибродуговой, наплавки в среде защитных газов или охлаждающей жидкости заключается в необходимости учета параметров сварочного процесса и режимов, аналогичных токарной обработке - скорости наплавки, частоты вращения наплавляемой детали, подачи наплавочной головки на один оборот детали (шаг наплавки) и толщины наплавляемого слоя металла.

Техническая норма времени на выполнение наплавочной операции

t_шк = t_o + t_в + t_орм + t_пз,

гдеt_o - основное (машинное) время наплавления слоя металла, мин

Для одноэлектродной наплавки цилиндрических поверхностей

t_o = i, мин,

где l - длина наплавляемой поверхности, мм;

n - частота вращения детали, об/мин;

S - подача (шаг наплавки), мм/об;

i - количество слоев наплавки;

Частота вращения детали

n = , об/мин,

где D - диаметр наплавляемой поверхности, мм;

V_н - скорость наплавки, м/мин;

V_н = , м/мин,

Где d = 1,6 мм - диаметр электродной проволоки, выбирается исходя из толщины наплавляемого слоя t, учитывающей величину износа, слой металла, снимаемый перед наплавкой и припуск на механическую обработку;

V_пр - скорость подачи электродной проволоки, м/мин;

К = 0,86 - коэффициент перехода расславленного присадочного металла на наплавляемую поверхность, учитывающий выгорание и разбрызгивание металла;

= 0,92 - коэффициент неполноты наплавленного слоя, учитывающий неровности наплавленной поверхности;

t = 0,5 мм - толщина наплавленного слоя (на сторону);

S = 2,5 мм/об - подача (шаг наплавки);

V_пр = , м/мин,

где Q - объем наплавленного металла за одну минуту, см³/мин;

Q = , см³/мин,

где = 7,8 г/см³ - плотность наплавленного металла;

q - масса наплавленного металла в течение часа, г/ч;

q = Y_н, г/ч,

где Y - сила электрического тока А;

Y = 0,785d²D, А,

где D = 84 А/мм² - плотность тока, выбирается исходя из диаметра электродной проволоки;

_н = 7,4 - коэффициент наплавки, г/Ач;

Y = 0,785*1,6²*84 = 168,81 А;

q = 168,81*7,4 = 1249,19 г/ч;

Q = = 2,67 см³/мин;

V_пр = = 1,33 м/мин;

V_н = = 1,69 м/мин;

n = = 16,81 об/мин;

t_o = *1 = 2,62 мин;

Вспомогательное время

t_в = t_в1 + t_в2, мин,

гдеt_в1 = 0,37 мин - время на установку, закрепление и снятие детали со станка;

t_в2 - время, связанное с процессом наплавки;

t_в2 = t_в2'L,

где t_в2' = 0,7 мин/пог.м - вспомогательное время на очистку и контроль одного погонного метра наплавленной тарелки;

L - длина наплавленной тарелки, м;

L = , м,

L = = 0,26 м;

t_в2 = 0,7*0,26 = 0,18 мин;

t_в = 0,37 + 0,18 = 0,55 мин;

Оперативное время

t_оп = t_о + t_в,

t_оп = 2,62 + 0,55 = 3,17 мин;

Время обслуживания рабочего места

t_орм = 0,13t_oп, мин,

t_орм = 0,13*3,17 = 0,41 мин;

Подготовительно-заключительное время на одну деталь

t_пз = , мин,

где Т_пз = 16,4 мин - подготовительно - заключительное время на партию обрабатываемых деталей операция;

Z - количество восстанавливаемых деталей в партии;

Z = , шт,

где T_пз - сумма подготовительно - заключительных времен по всем операциям технологического процесса восстановления деталей данного наименования, мин;

t_шт - то же штучных времен, мин;

К = 0,1 - коэффициент, учитывающий вид производства (среднесерийное производство);

t_шт = t_оп + t_орм;

t_шт = 3,17 + 0,41 = 3,58 мин;

Z = = 46 шт;

t_пз = = 0,36 мин;

t_шк = 2,62 + 0,55 + 0,41 + 0,36 = 3,94 мин.

Заключение

В процессе выполнения курсовой работы по дисциплине ОТПиРА были изучены условия работы и характер нагрузок, характеристики износов и дефектов рабочих поверхностей, особенности изготовления детали, рассмотрели технические условия на контроль и сортировку деталей, виды контроля и методы обнаружения различных дефектов.

Составили карту дефектации детали, содержащую возможные дефекты, номинальные и предельно допустимые без ремонта размеры поверхностей, а также способы устранения выявленных дефектов.

Произвели анализ всех существующих способов восстановления деталей данного класса и выбрали оптимальный способ восстановления детали на основании комплексного коэффициента долговечности, коэффициента применимости каждого конкретного способа и коэффициента технико-экономической эффективности использования различных способов восстановления детали.

Далее составили общую схему технологического процесса восстановления детали, рассмотрев при этом все возможные маршруты. Для выбранного способа восстановления детально разработали технологический процесс. Рассчитали технические нормы времени на все операции данного технологического процесса.

Также при этом была представлена полная характеристика детали с разработкой её рабочего чертежа, с проекциями, разрезами и сечениями, обеспечивающих полное представление о конструктивных формах детали, проставлены размеры с указанием допускаемых отклонений, шероховатость обрабатываемых поверхностей, с указанием установочных баз.

Итак, оптимальным способом восстановления пяты толкателя газораспределительного механизма является наплавка в среде углекислого газа, а техническая норма времени (штучно - калькуляционное время) на выполнение наплавочной операции составляет 3,94 мин. Этот способ ремонта был выбран за его экономичность в потреблении энергии, минимальную массу оборудования и небольшую занимаемую площадь.

В приложении представлена карта дефектации, где было указано наименование детали, её номер, материал, возможные дефекты и способы их устранения.

Используемая литература

1. Азаматов Р. А., Дажин В. Г. Восстановление деталей автомобиля КамАЗ. Наб. Челны:, «КамАЗ», 1994.- 215 с.

2. Болбас М. М. Основы эксплуатации и ремонта автомобилей. Мн:, «Высшая школа», 1985. -284 с.

3. Воробьев Л. Н. Технология машиностроения и ремонт машин. М:, «Высшая школа», 1981. -344 с.

4. Канарчук В. Е., Чигринец А. Д. Курс восстановления автомобильных деталей: Технология и оборудование. М:, «Транспорт», 1998,- 303 с.

5. Молодык Н. В., Зенкин А. С. восстановление деталей машин. Справочник. М:, «Машиностроение», 1989.- 480 с.

6. Румянцев С. И. Ремонт автомобилей. М:, «Транспорт», 1988, -327 с.

7. Сергеев А. И., Крылова Е. В. Методика технического нормирования работ по восстановлению деталей машин с применением ЭВМ. М:, «МАДИ», 1979.- 54с.

• 8. Шадричев В. А. Основы технологии автостроения и ремонт автомобилей. М:, «Машиностроение», 1976. -560 с.
• Размещено на Allbest.ru