Разработка приспособления и технологической карты на восстановление детали

Размещено на http://allbest.ru

Курсовая работа

Разработка приспособления и технологической карты на восстановление детали

Введение

Современное сельское хозяйство является высокоэнергоемкой отраслью. Во всех сферах сельского хозяйства используется высокопроизводительная техника. Технические средства подвергаются интенсивному износу из-за нарушения регулировок в процессе работы, воздействия факторов окружающей среды. Все это ведет к выходу из строя деталей и агрегатов машин. В результате эффективность производства падает, ухудшается производительность. Замена изношенной техники не всегда экономически выгодна. Поэтому применяется восстановление изношенных деталей путем ремонтных воздействий.

Целью курсовой работы является углубленное изучение ремонтной технологии и организации ее на ремонтных предприятиях.

При выполнении работы необходимо овладеть методикой разработки технологических процессов восстановления деталей.

1.Выбор метода восстановления детали

На выбор рационального способа восстановления детали влияют следующие факторы:

1.1 Материал детали ;

1.2 Величина износа;

1.3 Характер нагружения;

1.4 Условия смазки;

1.5 Стоимость восстановления.

Также существует 3 основных критерия для выбора способа восстановления детали:

Технологическая - оценка различных способов восстановления и технологических возможностей.

Критерий долговечности

Технико-экономический критерий связывающий долговечность детали с экономикой ее восстановления.

Маршрутная карта на восстановление детали.

Оценивая данные факторы и критерии назначаем следующие операции по восстановлению вала:

05 Операция - сварочная

10 Операция - токарная

15 Операция - фрезерная

20 Операция - шлифовальная.

Шлифование поверхности под подшипник 2 с поперечной подачей до выведения следов износа.

25 Операция - гальваническая .

Осталивание посадочного мест под подшипник

1 Изоляция поверхностей не подлежащих восстановлению краской ГФ-30А

2 Завешивание деталей в ванну с электролитом плотностью 70%

Анодное травление поверхности деталей с целью удаления окисных пленок и придания кристаллической структуры поверхности

Промывка холодной водой

Промывка горячей водой 60С

Нейтрализация поверхности детали для предотвращения коррозии тринатрийфосфатом

Промывка горячей водой 70С.

30 Операция - шлифовальная с поперечной подачей

Переход 1 черновое шлифование поверхности под подшипник

Переход 2 чистовое шлифование поверхности под подшипник

1.1 Обоснование метода восстановления детали

Для восстановления нужного слоя металла назначаем гальваническую операцию - осталивание, так как при данном виде операции возможно нарастить необходимый слой металла. Данный вид целесообразнее применить для восстановления детали, так как при осталивании можно добиться нужного нам слоя металла на восстанавливаемой поверхности с наименьшими потерями по сравнению с другими видами операций по восстановлению поверхностей. Окончательную операцию для восстановления номинального размера назначаем шлифование. Для восстановления шлицев вала завариваем его и фрезеруем.

2.Разработка технологической карты на восстановление детали

Технологическая карта включает в себя все основные технологические операции восстановления.

В качестве исходных данных для разработки технологической карты служат:

-эскиз детали с указанием размеров и дефектов, выполненный с учётом требований ЕСКД;

-технические условия и указания по дефектовке деталей и сопряжений при ремонте машины;

-альбомы технологических карт на восстановление деталей.

- вал имеет следующие дефекты:

Износ поверхностей под подшипники ;

износ шлицев вала по ширине.

Характеристика детали:

наименование -вал;

№ по каталогу 1437301;

материал - Сталь 38ХГСЛ;

количество деталей в партии-10;

твёрдость - НRC 45

масса - 3,23 кг.

05Операция - заваривание шлицев вала

Для заваривания используем ручную электродуговую сварку, а именно сварочный трансформатор ТСП-2.

Определяем массу наплавленного материала при восстановлении детали:

Q = b·h·l·с, (1)

где b - ширина сварочного шва, см;

h - высота сварочного шва вместе с припуском на обработку,

см;

l - длина сварочного шва, см;

с - плотность наплавляемого материала, гр/

с = 7,8 гр/

Q = 20·6,5·80·7,8= 81 гр.

Определяем силу сварочного тока:

I = (20+6d)·d, А(2)

где d - диаметр сварочного электрода, мм;

Принимаем d = 4мм.

I = (20+6·4)·4 = 176 А.

Определяем норму времени на выполнение сварочной операции:

,(3)

где - основное время, мин;

- вспомогательное время, мин; Твс = 2 мин., [6]

- дополнительное время, мин;

- подготовительно-заключительное время, мин; Тп.з. = 18 мин. [6]

- дополнительное время, мин;

n - количество деталей в партии. n = 10 шт.

Определяем основное время

, (4)

где Q - масса наплавляемого материала, гр.;

А - коэффициент, учитывающий длину шва

Принимаем А = 1, при L ‹ 200 мм.

m - коэффициент, учитывающий положение шва,

положение горизонтальное m = 1.

К = 1,25 - коэффициент.

I - сила сварочного тока, А.

Дополнительное время определится по формуле

(5)

Норма времени на сварочную операцию составила 28,3 мин.

10 Операция - токарная обработка заплавленного шлицевого вала

Токарная обработка проводиться для возвращения правильной геометрической формы наплавленной поверхности.

Определяем глубину резания:

(6)

где - припуск на диаметр, мм; Принимаем =3,2 мм.

Подача S(мм/об.) выбирается по таблице из справочной литературы [6]

Принимаем S = 0,8 мм/об.

Определяем скорость резания

(7)

где t - глубина резания, мм;

S - подача, мм/об.;

Т - стойкость инструмента, мин. Принимаем Т = 90 мин. [6]

C и m - коэффициенты. С = 41,7; m = 0,125. [6]

х = 0,18, при обработке стали [6]

y = 0,27, при обработке стали [6]

Зная скорость резания и диаметр заготовки, определяем частоту вращения

(8)

где V - скорость резания, м/мин;

d - диаметр заготовки, мм.

Сверяя полученное значение с паспортными данными станка, устанавливаем фактические обороты шпинделя. Выбираем токарно-винторезный станок 1К62 и

Рассчитываем фактическую скорость резания:

(9)

.

Расчет нормы времени на выполнение токарной операции:

(10)

где Тшт - штучное время, мин;

Тпз - подготовительно - заключительное время, мин;

Тпз = 6,0 мин. [6]

(11)

где Топ - оперативное время, мин.

(12)

где То - основное время, мин;

Твс - вспомогательное время, мин. Принимаем Твс = 0,44 мин. [6]

(13)

где L - длина обрабатываемой поверхности, мм; L=80мм

n - частота вращения,

S - подача инструмента, мм/об.

i - число проходов инструмента.

(14)

где l- длина шпоночного паза, мм;

l1- перебег резца, мм;

l2 - величина подвода инструмента, мм.

Тос - время на личные надобности, мин. Тос = 0,025·Топ;

Торм - время на обслуживание рабочего места, мин.

Торм = 0,046·Топ.

Топ = 0,44 + 0,4 = 0,8 мин,

Тос = 0,025·0,8 = 0,02 мин,

Торм = 0,046·0,8 = 0,03 мин,

Тн = 0,8+0,02+0,03+ 6,0/10 = 1,45 мин.

Норма времени на выполнение токарной операции составила 1,45 мин.

15 Операция - фрезерная, нарезание шлицев вала

Выбираем фрезу с цилиндрическим хвостовиком ГОСТ 8237-57 из быстрорежущей стали. Диаметр - 20 мм., число зубьев Z = 5.

Определяем подачу на зуб:

Принимаем Sz = 0,2 мм/зуб.

Определяем подачу на один оборот фрезы:

So = Sz·z, (15)

So = 0,2·5 = 1мм/об.

Определяем скорость резания:

(16)

где D -наружный диаметр фрезы, мм;

Т - стойкость фрезы, мин. Т = 120 мин,

В - ширина фрезерования, мм.

Значения , q, m, x, y, z, n следует выбирать по таблице из справочной литературы [6].

= 30; q = 0,45; m = 0,33; x = 0,3; y = 0,3; z = 0,1; n = 0,1.

Подставляя данные значения в формулу, имеем:

.

Определяем частоту вращения фрезы:

(17)

где d - диаметр фрезы, мм.

Выбираем универсальный фрезерный станок 6М82Г и = 200

Рассчитываем фактическую скорость резания:

(18)

Рассчитываем норму времени на фрезерную операцию:

(19)

где Тшт - штучное время, мин;

Тпз - подготовительно - заключительное время, мин;

Тпз = 8,4 мин. [6]

(20)

где Топ - оперативное время, мин;

(21)

где То - основное время, мин;

Твс - вспомогательное время, мин. Принимаем

Твс = 0,44 мин. [6]

(22)

где L -глубина резания, мм;

L=5мм

n - частота вращения,

S - подача инструмента, мм/об.

i - число проходов инструмента.

Тос - время на личные надобности, мин. Тос = 0,025·Топ;

Торм - время на обслуживание рабочего места, мин.

Торм = 0,04·Топ,

Топ = 4 + 0,44 = 4.44 мин,

Тос = 0,025·4.44 = 0,11 мин,

Торм = 0,04·4.44 = 0,18мин,

Тшт = 4+0,44+0,11+0,18=4,73мин,

Тн = 4,73 + 8,4/10 = 5,57мин.

Норма времени на выполнение фрезерной операции составила 5,57 мин.

20 Операция - Черновое шлифование поверхности 1 под шарикоподшипник до выведения следов износа с диаметра 29,95 мм до диаметра 29,90мм.

Круглошлифовальный станок 3А151;

Инструмент - шлифовальный круг диаметр ПП600х30х305;

Установка детали - в патрон;

Условия обработки - с охлаждением;

Вид шлифования - круглое наружное с поперечной подачей.

Переход 1 - черновое шлифование поверхности 3 под манжету с диаметра 29,95 мм до диаметра 29,90 мм

Припуск на обработку определяем по формуле

Определяем частоту вращения детали

(23)

где V- скорость вращения детали,

V=20…80 об/мин выбираем V=30 об/мин.

Обтачивание производим на станке модели 3А151 nд=300

Расчет нормы времени на черновое шлифование

(24)

где Тпз - подготовительно - заключительное время, мин,

Тпз = 16 мин. [6]

(25)

где Топ - оперативное время, мин;

К- коэффициент дополнительного времени К=7[6].

(26)

где То - основное время, мин;

Твс - вспомогательное время, мин.

Принимаем Твс = 0,43 мин. [6]

(27)

где nд - частота вращения детали, ;

Sпоп - поперечная подача на один оборот детали,

Sпоп =0,0025 мм/об.

.

Норма времени на черновое шлифование поверхности под манжету составила 2,12 мин.

25 Операция - осталивание поверхности под подшипник.

Прежде чем приступить к осталиванию, нужно те поверхности, которые не надо будет обрабатывать, изолировать. Изоляция служит для хранения геометрических размеров, предотвращения потери электроэнергии и металла. Ее выполняют с помощью постоянных изоляционных материалов(тонкой резины, листового целлулоида, изоляционной ленты, пленочных полимерных материалов, церазина, пластизоля и др.).

С учетом припуска на шлифование необходимо нарастить метал до диаметра 30,082мм

Определяем толщину слоя

Нанесение слоя металла должно быть ровным , плотным, без пропусков и раковин.

Нанесение покрытия

Оборудование:

Ванна 70-7880-1091.

Преобразователь тока АНД500/250.

Электролит: двухлористое железо - 500г/л , соляная кислота - 1,5г/л.

Подготовка детали к железнению:

Электролитическая активизация и травление перед железнением проводится в растворе серной кислоты. Сернокислые электролиты Осталивание получают, непосредственно растворяя сернокислое (закисное) железо в рабочей ванне. После подготовки к осталиванию приступают к самому осталиванию. Осталивание осуществляется в металлической ванне , облицованной резиной.

Норма времени Т_Н определяется по выражению

Т_Н= (28)

где t₀ - продолжительность электролитического осаждения металлов в ванне, ч;

t₁ - время на загрузку и выгрузку деталей (t₁=0,1-0,2ч) [6];

К_ПЗ - коэффициент, учитывающий дополнительное и подго-

товительно-заключительное время (К_ПЗ=1,1-1,2) [6];

n_Д - число деталей, n_Д=10шт;

Ю_И - коэффициент использования ванны (Ю_И=0,8-0,95).

Время выдержки детали в ванне определяется по формуле

t₀= (29)

где h - толщина наращивания, мм;

г - плотность осаждения металла, г/см³, г=7,8 г/см³;

С - электрохимический эквивалент, г/А·ч, С=1,042 г/А·ч;

Ю_В - выход металла по току, Ю_В=80-95%.

t₀=

Т_Н=

Норма времени на железнение поверхностей составила 3,9мин.

30 Операция - шлифовальная.

Переход 1 - черновое шлифование поверхности 1 под подшипник с диаметра 30,082 мм до диаметра 30,032мм

Припуск на обработку определяем по формуле

.

Определяем частоту вращения детали

 (30)

где V- скорость вращения детали,

V=20…80 об/мин выбираем V=30 об/мин.

Обтачивание производим на станке модели 3А151 nд=300

Расчет нормы времени на черновое шлифование

(31)

где Тпз - подготовительно - заключительное время, мин,

Тпз = 16 мин. [6]

(32)

где Топ - оперативное время, мин;

К- коэффициент дополнительного времени К=7[6].

(33)

где То - основное время, мин;

Твс - вспомогательное время, мин.

Принимаем Твс = 0,43 мин. [6]

 (34)

где nд - частота вращения детали, ;

Sпоп - поперечная подача на один оборот детали,

Sпоп =0,0025 мм/об.

.

Норма времени на черновое шлифование поверхности под манжету составила 2,12 мин.

Переход 2- чистовое шлифование поверхности 1 под подшипник с диаметра 30,032мм до диаметра 30,002мм

.

Определяем частоту вращения детали

(35)

где V- скорость вращения детали при чистовом шлифовании,

V=2…5 м/мин выбираем V=5 м/мин

.

Обтачивание производим на станке модели 3А151 nд=60.

Определяем норму времени

 (38)

где Тпз - подготовительно - заключительное время, мин;

Тпз = 16 мин. [6]

(36)

где Топ - оперативное время, мин;

К- коэффициент дополнительного времени, К=7.

(40)

где То - основное время, мин;

Твс - вспомогательное время, мин.

Принимаем Твс = 0,43 мин. [6]

(37)

где nд - частота вращения детали, :

Sпоп - поперечная подача на один оборот детали ,

Sпоп =0,0015 мм/об.

.

Норма времени на чистовое шлифование поверхности под манжету составила 2,42мин.

3. Экономическая часть

восстановление деталь гальванический

В общем виде себестоимость восстановления детали на авторемонтном предприятии определяют по формуле

Св = ЗП + См + Сиз + ОПУ, (38)

где ЗП - заработная плата производственных рабочих с

начислениями, руб;

См - стоимость ремонтных материалов, руб;

Сиз - стоимость изношенной детали, руб;

ОПУ - расходы, связанные с организацией производства и

управлением, руб.

Заработную плату определяют с учетом всего комплекса операций, предусмотренных технологическим процессом восстановления конкретной детали, по формуле:

(39)

где - нормы времени на выполнение операций

технологического процесса восстановления в расчете

на одну деталь, мин;

- часовые тарифные ставки соответствующих разрядов

на выполнение операций, руб;

Кп - коэффициент, учитывающий премиальную доплату,

принимаем Кп = 1,25 [6];

Кд - коэффициент, учитывающий дополнительную

заработную плату, Кд = 1,3 [6];

Кс - коэффициент, учитывающий отчисления в фонды социального страхования, Кс = 1,385 [6].

Стоимость ремонтных материалов определяют как сумму затрат по всем наименованиям материалов, применяемых для восстановления детали

(40)

где - норма расхода материала, кг/дет;

- цена 1 кг материала, руб/кг.

Норму расхода материала можно приближенно определить по формуле

(41)

где S - площадь наращиваемой поверхности, ;

h - толщина покрытия с учетом припуска на обработку, мм;

г - плотность материала, ;

К - коэффициент, учитывающий неизбежные потери

материала, К = 1,25. [6]

Стоимость расходных материалов при гальваника

,

Стоимость электродов



Стоимость изношенной детали определяют по цене металлолома:

(42)

где - цена лома, руб/кг;

М - масса изношенной детали, кг.

Расходы, связанные с организацией производства и управлением укрупнено можно принять в размере 200…300% от заработной платы

ОПУ = 2,5·41,3= 103,25 руб.

Св = 41,3+ 12,92+ 0,2 + 5,67+ 103,25= 163,34 руб.

Вывод: себестоимость восстановления на авторемонтном предприятии составляет 163,34 руб.

4. Расчет приспособления

Так как усилие развиваемое поршнем 300кН тогда на каждый болт будет действовать сила равная 75 кН исходя из этого нормальное усилие при растяжении болта

(64)

где F- сила действующая на болт, Н;

d- минимальный диаметр резьбы, мм;

Нормальное напряжение при растяжении болта не должно превышать допустимого [Gp]= 580МПа.

Gp=331МПа < [Gp]= 580МПа условие прочности выполнено.

Проверка резьбового соединения на смятие резьбы.

Расчёт давления в резьбе

(65)

где F-расчётная осевая сила, действующая на болт,Н;

d2-средний диаметр резьбы, мм;

h- рабочая высота болта, мм;

P- шаг резьбы;

z=H/P- число витков при глубине резьбы в теле

z=20/1,5=13,3

h=20мм

Р=4,85<[Р]=6МПа условие прочности на смятие резьбы выполнено.

Условие выполнено.

Литература

1. И.С.Серый и др. Курсовое и дипломное проектирование по надёжности и ремонту машин. - М.: Агропромиздат 1991.

2. Шерстобитов В.Д. Методические указания к курсовой работе.

3. Воловик И.А. Справочник по восстановлению деталей: М,-1975

4. Н.Ф. Баранов, Р.Ф. Курбанов, В.А. Лиханов, А.А. Лопарев. Дипломное проектирование. Киров 2005

5. Новиков М.П., Орлов П.Н. Справочник металлиста. 4 том. М.: Машиностроение, 1977. - 720 с

6. Справочник «Режимы резания металлов» под редакцией Ю.В.Барановского Машиностроение, М. 1972г.

Размещено на Allbest.ru