Технологический процесс восстановления вала сошки рулевого механизма с роликом в сборе

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Исходные данные для разработки технологического процесса

1.1 Характеристика детали

1.2 Технические требования к дефектации детали

1.3 Технические требования к отремонтированной детали

2. Технологическая часть

2.1 Выбор рационального способа восстановления детали

2.2 Выбор технологических баз

2.3 Технологические схемы устранения дефектов

2.4 Технологический маршрут восстановления детали

2.5 Выбор оборудования и технологической оснастки

2.6 Выбор режимов обработки

2.7 Расчет норм времени

3. Требования охраны труда

4. Конструкторская часть

4.1 Назначение и устройство приспособления

4.2 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

1.1 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 ув, МПа	Предел текучести ут, МПа	Относит. удлинение, д5, %	Ударная вязкость бн, 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	Обрабатываемость резанием	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

2.1 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 M22Ч1,5 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 M22Ч1,5.

2.2 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	Центровые отверстия	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	Центр Поводковый патрон ГОСТ 13334-67	Плашка М221,5	Калибр кольцом М22Ч1,15 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	Скоба 37,83 мм ГОСТ 18355-73
040	Контроль 1 Контролируем размер Ra = 12,5 мкм. 2 Резьбу M22Ч1,5-6h	Стол контроля			Микрометр НИ 10-50-0,01 ГОСТ868-82

2.5 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.

2.6 Выбор режима обработки

005 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.

010 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.

020 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 = 22Ч1,5. По нормативам принимаем плашку М22Ч1,5.

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.

2.7 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 );

D_к - плотность тока на катоде, А/дм². Принимаем D_к =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 t_в.у - вспомогательное время на установку-снятие детали, мин, [3];

t_в.п - вспомогательное время, связанное с каждым переходом, мин, [3];

t_в.з - вспомогательное время, связанное с замерами детали, мин, [3];

Оперативное время t_оп, мин:

. (3)

Дополнительно время , мин:

= (4)

где а_{орг-тех}, а_отл - процент от оперативного времени соответственно на организационно-техническое обслуживание рабочего места, отдых и личные надобности, %, [3].

= = 60 мин.

Штучное время , мин:

(5)

t_шт = 264,06+0,97+60=325,03 мин.

Основное время на нарезание резьбы плашкой:

= ; (6)

где L_р.х - длина рабочего хода плашки, мм, L_р.х = 30 мм;

n - частота вращения плашки, мм, [2];

n_хх - 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 t_в.у - вспомогательное время на установку-снятие детали, мин, [3];

t_в.п - вспомогательное время, связанное с каждым переходом, мин, [3];

t_в.з - вспомогательное время, связанное с замерами детали, мин, [3].

Оперативное время t_оп, мин:

. (8)

Дополнительно время , мин:

= (9)

где а_{орг-тех}, а_отл - процент от оперативного времени соответственно на организационно-техническое обслуживание рабочего места, отдых и личные надобности, %, [3].

= = 0,38 мин.

Штучное время , мин:

(10)

t_шт = 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

4.1 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.

4.2 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.

2 Общемашиностроительные нормативы режимов резания для технического нормирования работ на металлорежущих станках. ч.1, 2. М.: Машиностроение, 1974.

3 Ремонт автомобилей. Курсовое проектирование: Пособие С.А. Скепьян, 2011.-235с.

4 http://www.splav-kharkov.com

5 http://delta-grup.ru

6 http://stanki-katalog.ru

Размещено на Allbest.ru