Рассчитаем режим вибродуговой наплавки. Марку электродной проволоки выбираем в зависимости от требуемой твердости наплавленного металла. Параметры твёрдости детали в задании не оговорены. Принимаем марку электродной проволоки НП-40. В зависимости от толщины наплавляемого слоя (h=2мм.) принимаем диаметр электрода d_э=2,5мм., напряжение наплавки U=20В. Число проходов i определяется по формуле:

,

где D - диаметр, до которого наплавляют деталь, мм;

d - диаметр наплавляемой поверхности, мм;

t - толщина наплавляемого слоя за один проход, мм.

Расчет сварочного тока I, А, производится по формуле:

I = (60.57) d_э=60·2,5=150А

Скорость подачи электродной проволоки V_пр, м/ч, определяется по формуле:

где U - напряжение, В;

d_э - диаметр электродной проволоки, мм.

Частота вращения детали n, об/мин, определяется по формуле:

где V_н - скорость наплавки, м/ч;

D - диаметр наплавляемой поверхности, мм.

Скорость наплавки V_н, м/ч, рассчитывается по формуле:

где d_э - диаметр электродной проволоки, мм;

_н - коэффициент перехода электродной проволоки в наплавляемый металл; _н=0,8…0,9;

h - толщина наплавляемого слоя, мм;

S - шаг наплавки, мм/об.

a - коэффициент, учитывающий отклонение фактической площади сечения наплавленного валика (а = 0,7.0,85).

Между скоростью подачи электродной проволоки и скоростью наплавки существует оптимальное соотношение, при котором обеспечивается хорошее качество наплавки.

Обычно:

V_н = (0,4…0,8) V_пр

С увеличением диаметра электродной проволоки до 2,5…3,0 мм:

V_н = (0,7…0,8) V_пр

Шаг наплавки влияет на прочность сцепления наплавленного металла с основой и волнистость поверхности. Шаг наплавки S, мм/об:

S = (1,6.2,2) Еd_э=1,8·2,5=4,5мм/об

Амплитуда колебаний А, мм:

А = (0,75…1,0) Еd_э= 0,8Е2,5=2мм

Вылет электрода Н, мм:

Н = (5 … 8) Еd_э= 6Е2,5=15мм

Выбранные режимы уточняют в процессе пробных наплавок. Качество последних можно улучшить применением дополнительных защитных сред: углекислого газа, флюсов, водяного пара, а также порошковых проволок. Величина основного времени при вибродуговой наплавке зависит от диаметра и длины наплавляемой поверхности, от скорости наплавки (окружной скорости детали) или числа оборотов детали и величины продольной подачи суппорта. Основное время наплавки определяется по формуле:

где L - длина (ширина) наплавляемой поверхности, мм; i - количество проходов.

Вспомогательное время Т_в, связанное с процессом наплавки: включение генератора, подвод мундштука, включение вибратора, пуск станка, включение продольной подачи суппорта, включение подачи жидкости, очистка поверхности детали от ржавчины и окалины и все последующие действия до выключения установки после окончания наплавки, принимается 0,9 мин на один проход. Вспомогательное время Т_в затрачиваемое на установку и снятие детали принимаем 1,0мин.

Т_в =0,9+1=1,9мин

Дополнительное время Т_доп составляет 15 % от оперативного времени. Оперативное время Т_оп состоит из суммы основного и вспомогательного времени.

Т_доп =Т_оп ·0,15= (Т_о+Т_в) ·0,15= (25+1,9) ·0,15=4,035мин

Подготовительно-заключительное время Т_{п. з.} при вибродуговой наплавке определяется в зависимости от станка. Принимаем Т_{п. з.} =16мин

Нормируемое время Т_н, мин/шт. выражается формулой:

где N - количество деталей в партии.

7. Определение технической нормы времени

Расчет технической нормы времени на вибродуговую наплавку:

а) средний диаметр наплавки: D_ср=25мм

б) число оборотов вала при наплавке на установке: n_р=0,75об/мин

в) ширина одного валика при наплавке:

b_вал = (3 5) d_э=5·2,5= 12,5 мм

г) суммарная длина наплавки:

L =83,8мм;

д) машинное время наплавки:

Вспомогательное t_всп и подготовительно-заключительное время t_{п. з.} принимаем по нормативам на вибродуговую наплавку: t_всп =4,5 мин; t_{п. з.} =10 мин на партию деталей.

Прибавочное время берем в процентах от оперативного времени:

t_пр = t_оп·6%= (t_м + t_всп) ·6%= (8,9+4,5) ·0,06=0,804 мин;

е) штучное время:

Т_шт = t_м + t_всп + t_пр = 8,9+ 4,5 + 0,804 =14, 204 мин

ж) техническая норма времени:

з) производительность установки для вибродуговой наплавки:

8. Расчет технологических параметров операции механической обработки

Технологическая операция - токарная. Она заключается в черновом и чистовом обтачивании наплавленной поверхности до номинального размера.

Операция состоит из: установа - закрепление детали в центрах; технологических переходов - протачивание цилиндрической поверхности, снятие фаски; вспомогательных переходов - пуск, остановка станка, смена положения резца; рабочих ходов - черновые проходы, чистовой проход, снятие фаски; вспомогательных ходов - перевод резца в первоначальное положение для осуществления следующего рабочего хода.

В условиях ремонтного предприятия чаще всего применяют универсальные станки, что определяется мелкосерийностью производства.

Также при выборе станка принимаем во внимание размеры детали.

Выбираем универсальный токарно-винторезный станок 1И611ПФ3.

Характеристики станка:

наибольший диаметр обрабатываемой заготовки над станиной 500мм

над суппортом 250мм

шаг нарезаемой метрической резьбы 0,2-48мм

частота вращения шпинделя 20-2000 об/мин

число скоростей шпинделя 24

наибольшее перемещение суппорта продольное 900мм

поперечное 250мм

мощность электродвигателя главного привода 3кВт.

В качестве режущего инструмента выбираем проходной резец. Материал режущей - части твёрдый сплав Т5К10.

Геометрия резца:

h=25мм., b=16мм., L=140мм., n=7мм., l=16мм., R=1мм.

В качестве измерительного инструмента принимаем штангельциркуль и микрометр.

Расчета режима резания при точении.

1) Назначаем глубину резания t, мм.

При черновом точении и отсутствии ограничений по мощности оборудования, жесткости системы СПИД, глубина резания принимается равной припуску на обработку; при чистовом точении припуск срезается за два прохода и более. На каждом последующем проходе следует назначать меньшую глубину резания, чем на предыдущем. При параметре шероховатости обработанной поверхности до R_а = 3,2 мкм включительно t = 0,5 2,0 мм; принимаем t = 0,75 мм.

2) Назначают величину подачи S, мм/об.

При черновом точении подача принимается максимально допустимой по мощности оборудования, жесткости системы СПИД, прочности режущей пластины и прочности державки. Принимаем подачу при черновом точении S=0,5мм/об.

3) Задаёмся периодом стойкости инструмента Т=60 мин.

4) Скорость резания V, м/мин, при наружном точении рассчитывают по эмпирической формуле:

Коэффициент K_V=0,52 является произведением коэффициентов, учитывающих влияние материала заготовки K_MV=0,8 состояния поверхности K_пv=1 материала инструмента К_иv=0,65 Значения всех указанных коэффициентов принимают по справочным таблицам.

m=0,2, x=0,15, y=0,35, C_v=350.

5) Определяют величину силы резания Р, Н.

Силу резания принято раскладывать на составляющие, направленные по осям координат станка (тангенциальную Р_z, радиальную Р_у и осевую Р_х). При наружном продольном и поперечном точении, растачивании, отрезании, прорезании пазов и фасонном точении эти составляющие рассчитывают по формуле:

При отрезании, прорезании и фасонном точении t - длина лезвия резца.

Поправочный коэффициент К_р представляет собой произведение ряда коэффициентов (К_р = K_MpK_pK_ypK_pK_rp), учитывающих фактические условия резания. Численные значения этих коэффициентов приведены в таблицах.

6) Определяют мощность резания N, кВт, рассчитывают по формуле:

,

7) Определяют необходимую мощность электродвигателя станка N_э, кВт:

N_э = N / з

где з - КПД кинематической цепи станка.

Для осуществления процесса резания необходимо, чтобы выполнялось условие:

N_э ? N_ст,

где N_ст - мощность электродвигателя главного привода выбранного станка.

Данное условие выполняется.

Расчет технической нормы времени на протачивание поверхности:

а) припуск на сторону:

б) суммарная длина обработки:

L=2·L_l +l_l+l₂ = 2·83,8 + 2,5 + 2= 172,1 мм,

где l₁ = t = 1,25 мм - величина врезания резца;

l₂ = 2 мм - величина перебега резца;

в) машинное время:

По нормативным таблицам находим t_всп и t_{п. з.} на партию деталей:

t_всп = 6 мин; t_{п. з.} =18 мин.

Прибавочное время берем в процентах от оперативного времени:

t_пр = t_оп·6%= (t_м + t_всп) ·6%= (0,27 + 6) ·0,06 =0,38 мин

г) штучное время:

Т_шт = t_м + t_всп + t_пр = 0,27 + 6 + 0,38= 6,65 мин

д) техническая норма времени:

е) производительность токарного станка:

9. Оформление технологических документов

Основным и обязательным документом, на котором описывается весь процесс в технологической последовательности выполнения операций при любом виде описания техпроцесса изготовления или ремонта, является маршрутная карта.

При операционном описании технологического процесса МК выполняет роль сводного документа, в котором указывается адресная информация (номер цеха, участка, рабочего места, операции), наименование операции, перечень документов, применяемых при выполнении операции, технологическое оборудование и трудозатраты.

Маршрутная технологическая карта выполняется по форме согласно ГОСТ 3.1118-82.

10. Расчет экономической эффективности восстановления детали