Разработка процессов восстановления детали производится по маршрутной технологии, что способствует рациональному использованию оборудования, экономии энергоресурсов и исключению встречных потоков перемещения деталей по производственным участкам ремонтного предприятия.

Под маршрутной понимается технология, составленная на комплексе дефектов, а маршрутом называется последовательность выполнения технологических операций с минимальными перемещениями детали.

При разработке маршрутов восстановления деталей необходимо руководствоваться следующими принципами:

сочетание дефектов в каждом маршруте должно быть действительным и базироваться на результатах исследования закономерностей появления дефектов данной детали;

маршрут должен предусматривать технологическую взаимосвязь сочетаний дефектов со способами восстановления;

количество маршрутов восстановления детали должно быть минимальным;

восстановление деталей по маршрутной технологии должно быть экономически целесообразным и учитывать технологическую необходимость и возможность восстановления отдельных поверхностей.

Сочетание дефектов шестерни позволяет проводить их восстановление по трем маршрутам.

Маршрут №1:

1. Износ зубьев по толщине и выкрашивание рабочей поверхности.

2. Износ зубьев по толщине и выкрашивание рабочей поверхности.

3. Износ шлицев по толщине.

4. Срыв или износ резьбы М24Ч1,5.

5. Износ передней и задней шеек вала под роликовый подшипник передней опоры и под роликовый подшипник задней опоры.

Маршрут №2:

1. Износ зубьев по толщине и выкрашивание рабочей поверхности.

2. Износ передней и задней шеек вала под роликовый подшипник передней опоры и под роликовый подшипник задней опоры

3. Износ шлицев по толщине.

Маршрут №3:

1. Износ шлицев по толщине.

2. Срыв или износ резьбы М24Ч1,5.

3. Износ передней и задней шеек вала под роликовый подшипник передней опоры и под роликовый подшипник задней опоры

Разработка технологического процесса восстановления ведущей конической шестерни главной передачи будет произведена по маршруту №3.

Следующим этапом курсовой работы является анализ способов восстановления детали и выбор наиболее рациональных способов.

Такой дефект как износ шлицев по толщине можно восстановить наплавкой шлицевых впадин с последующим фрезерованием шлицев. Срыв или износ резьбы восстанавливается напылением, наплавкой с последующим нарезанием резьбы или напрессовкой ремонтной втулки. Износ передней и задней шеек вала под роликовый подшипник передней опоры и под роликовый подшипник задней опоры восстанавливают осталиванием шеек с последующим шлифованием.

Необходимо выбрать наиболее оптимальные методы восстановления необходимых дефектов. По чертежу детали выбирается класс и группа, к которой относится деталь по конструктивно-технологическим признакам. Восстанавливаемая деталь относится к четвертой группе деталей третьего класса. Для выбора конкурентных способов восстановления используются конструктивные и технологические характеристики деталей, учитывающие восемь наиболее важных признаков: форму, размеры, толщину покрытия, твердость поверхности, усталостную прочность материала детали, характер действующих нагрузок. На основании этих признаков определены возможные способы восстановления деталей и удельные показатели технического уровня технологии, экономической эффективности и технического уровня детали после восстановления. Проанализировав показатели долговечности по данному классу деталей после ремонта наиболее целесообразно для восстановления таких дефектов как износ шеек вала под подшипники восстанавливать вневанным осталиванием. Перед остамиванием детали придают правильную геометрическую форму при помощи механической обработки.

Технологический процесс вневанного осталивания состоит в следующем:

1. очистка деталей от грязи и масла;

2. механическая обработка - шлифовальная;

3. зачистка поверхности деталей наждачной шкуркой;

4. сборка деталей на специальные подвески;

5. изоляция мест не подлежащих железнению при небольшой его длительности, можно производить листовым целлулоидом (кинопленной), цапон-лаком или пластикатом, если длительность железннения не превышает 2-3 часа. Более надежным изоляционным материалом является хлорвиниловые пластикаты;

6. обезжиривание венской известью;

7. промывка в проточной холодной воде;

8. Анодная обработка в 30-процентном растворе серной кислоты. Анодная обработка оказывает большое влияние на прочность сцепления покрытия с основным металлом и производится с целью:

а) удаление с поверхности тончайшей пленки окислов,

б) протравливание поверхностного слоя для проявления кристаллической структуры металла,

в) пассивирование поверхности, т.е. нанесение тончайшей пассивной пленки, защищающей поверхность, подлежащую покрытию от непосредственного соприкосновения с электролитом.

Анодную обработку рекомендуется вести в электролите состава: 30-процентном H₂SO₄, FeSO₄*7H₂O 10-25 гр/л., плотность электролита 1,23.

Деталь завешивается на анод и обрабатывается в электролите при плотности тока 10-70 A/дм² (в зависимости от материала детали) и комнатной температуры. Катодом при этом служат пластины свинца или нержавеющей стали;

9. промывка деталей холодной водой. Детали весом 3-5 кг и более рекомендуется промывать горячей водой при 80-90⁰ С. Целью промывки является удаление остатков кислоты из всех углублений и полостей деталей при длительности прогрева от 10 сек. до 5 мин;

10. завешивание деталей, осталивание и выдержка детали без включения тока в течение 30 секунд для разрушения пассивной пленки. Для деталей, подвергающихся промывки горячей водой, операция выдержки без тока не проводится;

11. осталивание деталей;

Для уменьшения загрязнения электролита шлаком помещать аноды в чехлы из кислотной стеклянной ткани.

Верхние конца деталей должны быть ниже уровня электролита на 5-10 см. Для получения высококачественных осадков электролит необходимо подвергать филотрации. При работе в одну смену и средних режимах процессах периодичность равна 5-7 дней.

12. после осталивания проводится промывка деталей горячей водой при 80-90⁰ С;

13. нейтрализация в 10-процентном растворе каустической соды при 80-90⁰ С и выдержке 30 минут;

14. промывка горячей водой;

15. демонтаж деталей с подвеской и удаление изоляции;

16. контроль качества покрытия;

17. механическая обработка - шлифование деталей под требуемый размер электрокорундовым камнем НА зернистость 46-60 мкм, при обильном охлаждении. Покрытие должно быть гладким, без большого количества бугров, дентридов, разрывов, шелушения и других видов дефектов;

Чтобы восстановить рабочую поверхность зубьев необходимо установить ДРД. Дополнительные ремонтные детали обычно изготавливают из того же материала, что и восстанавливаемая деталь. Рабочая поверхность ДРД должна соответствовать свойствам восстанавливаемой поверхности детали. Для этого ДРД подвергают термической обработке.

Для определения последовательности выполнения технологических операций с раскрытием их содержания необходимо руководствуются следующими положениями:

- последовательность выполнения операций должна исключать повторное поступление деталей на посты устранения дефектов;

- в первую очередь устраняются дефекты поверхностей, которые являются базовыми при дальнейшей обработке детали;

- затем выполняются подготовительные, восстановительные операции, черновая обработка, термическая обработка;

- гальванические операции назначаются предпоследними и последними - отделочные;

- однотипные операции, выполняемые при устранении различных дефектов, объединяются в одну операцию, однако необходимо учитывать, что при серийном производстве используются специальные приспособления, поэтому переустановка детали на них не всегда возможна;

- совмещение черновой и чистовой обработки в одной операции и на одном и том же оборудовании нежелательно;

Последовательность операций технологического процесса восстановления шестерни можно представить в виде таблицы 2.

Таблица 2 - Технологический процесс восстановления

1.3 Расчет режимов выполнения технологических операций и определение технических норм времени на их выполнение

Машинное время:

Тм=К*D*L

где: K-коэфициент обтачивания

S-подача, S=0,25 мм/об

V-скорость вращения детали, V=105 м/мин

D-диаметр, D=24 мм

L-длинна обтачиваемой поверхности, L=30 мм

Тм=0,00012*24*30=0,1 мин

Тшт=Тм+Твп=0,2+0,36=0,46 мин

Операция 010 - Наплавочная.

Выбор оборудования, осуществляют с учетом обеспечения оптимальной производительности при условии обеспечения требуемого качества восстановления деталей. В соответствии с необходимым оборудованием по каждой операции технологического процесса осуществляется подбор технологической оснастки, режущего и измерительного инструмента.

Операция 005 - Токарная.

Производственная программа по восстановлению деталей определяется, исходя из анализа разработанного технологического процесса. Для этого необходимо определить минимальную норму времени на выполнение основной операции.

Ф_{д. о} - действительный годовой фонд времени работы оборудования.

Фонд времени Ф_{д. о} - это время в часах, в течение которого оборудование может работать при заданном режиме работы с учетом простоев в профилактическом обслуживании и ремонте:

,

где d - количество выходных дней в году (d= 52);

d - количество праздничных дней в году (d= 8);

t - средняя продолжительность рабочей смены, ч;

t - сокращение длительности смены в предпраздничные дни, ч ();

n - количество праздников в году (n= 10);

у - количество смен работы;

- коэффициент использования оборудования (0,95 - 0,98).

Фд. о. =

Рассчитанный фонд времени служит основанием для определения количества оборудования.

Количество металлорежущих станков, стендов, установок и другого оборудования определяется по формуле

,

где Xi - количество оборудования i-го наименования, шт;

- норма времени на выполнение i - ой операции, мин;

- нормативный коэффициент загрузки оборудования (для серийного производства = 0,75.0,85).

1. Станок шлицефрезерный 5350

Примем два шлицефрезерных станка.

3. Станок круглошлифовальный 36155

Примем один круглошлифовальный станок.

4. Установка ТВЧ.

Принимаем одну установку.

Также для выполнения работ необходима установка для вневанного осталивания. Для выполнения контрольной операции необходим стол контролера.

Результаты расчета представляются в виде таблицы 4.

Таблица 4 - Количество оборудования по операциям технологического процесса

2.3 Организация рабочего места восстановления деталей

Рассчитать количество производственных рабочих, занятых в основном производстве. Оно определяется в зависимости от трудоемкости выполняемых работ и годовых фондов времени

где Фнр - номинальный годовой фонд времени рабочего, учитывающий полное календарное время работы, ч

где - количество недель в году;

- число рабочих часов в неделю, ч;

- количество праздников в году;

- продолжительность рабочей смены, ч;

- количество предпраздничных дней в году;

- сокращение длительности рабочего дня перед праздниками, ч.

Рассчитаем количество рабочих по профессиям.

Количество рабочих, необходимых для токарных работ:

Количество рабочих, необходимых для шлифовальных работ:

Один рабочий будет выполнять токарные и шлифовальные работы.

Количество рабочих, необходимых для фрезерных работ:

Примем двух фрезеровщиков.

Количество рабочих, необходимых для гальванических работ:

Примем четырех гальваников.

Количество рабочих, необходимых для термических работ:

Количество рабочих, необходимых для осуществления контроля:

Термические и контрольные будет выполнять один рабочий.

Общее число рабочих составляет восемь человека.

Рассчитать площадь производственного помещения для реализации разработанного технологического процесса восстановления деталей:

,

где F - расчетная площадь помещения, м²;

- суммарная площадь, занимаемая оборудованием, м²;

К - коэффициент плотности расстановки оборудования, учитывающий зону действия исполнителей, проходы, проезды (К=3,0-4,5).

F=32,97*4=131,88м²

Размеры восстановительного участка составляют:

длина участка L, мм - 12000;

ширина участка B, мм - 11000;

Уточнение площади отделения осуществляется графическим путем с учетом норм расстановки оборудования. Принимается F= 132м².

Расстояние между станками, между станками и элементами зданий принимаем в соответствии с нормами размещения оборудования на производственных участках.

Технологическая планировка рабочих мест по реализации технологического процесса осуществляется в соответствии с маршрутом выполнения технологических операций, применяемого оборудования и оснастки, количеством оборудования по каждой операции и рекомендацией СНиП.

Планировочное решение участка восстановления шестерни представлено на листе 3 графической части проекта.

3. Оценка ремонтопригодности детали