Размещено на http://www.Allbest.ru/

Факультет инновационных технологий машиностроения

Кафедра машиноведения и технической эксплуатации автомобилей

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовому проекту по дисциплине:

«Технология производства и ремонта автомобилей»

Тема:

Разработка технологического процесса восстановительного ремонта детали вала первичного коробки передач автомобиля Infiniti EX 30

Выполнил Ланевский М.А.

студент 3 курса 132 группы

специальности 1-37 01 06-01

Руководитель: Казьмин А.А.

Гродно, 2016

Оглавление

• Введение
• Глава 1. Исходные данные для разработки технологического процесса
• 1.1 Понятие о базах при обработке деталей резанием и их классификация
• 1.2 Назначение и характеристика установочной, направляющей и опорной технологических баз
• 1.3 Правила выбора баз и предъявляемые к ним основные требования с точки зрения точности изготовления и восстановления деталей
• 1.4 Принципы единства и постоянства установочных баз
• Глава 2. Технологическая часть
• 2.1 Описание детали
• 2.2 Размеры, материал трехступенчатого вала в патроне с неподвижным центром Infiniti EX 30
• 2.3 Основные дефекты трехступенчатого вала в патроне с неподвижным центром Infiniti EX 30
• Устранение отдельных дефектов коробки передач связано с ее частичной или полной разборкой. При разборке выполняют следующие основные операции
• 2.4 Ремонт зубьев шестерен, шлицев и валов
• 2.6 Замена трехступенчатого вала в патроне с неподвижным центром
• Вал проверяют на биение индикатором в центрах токарного станка
• 2.7 Износ фаски трехступенчатого вала в патроне с неподвижным центром
• 2.8 Приспособления для сварки и наплавки в углекислом газе
• Заключение
• Список литературы

Введение

Агрегаты и большинство деталей автомобиля являются ремонтируемыми объектами, их исправность и работоспособность в случае возникновения отказа или повреждения подлежат восстановлению. В предельном случае нарушения работоспособности, когда эксплуатация автомобиля или его агрегата должна быть прекращена полностью или он должен быть подвергнут капитальному ремонту, состояние объекта называется предельным. Следует отметить, что критерии предельного состояния различных агрегатов автомобиля определяются и неустранимым нарушением безопасности движения, и неустранимым отклонением заданных параметров от установленных пределов, и главным образом неустранимым снижением эффективности эксплуатации автомобиля. Закономерности переходов технического состояния деталей, агрегатов и систем автомобиля из исправного, работоспособного состояния в неисправное, неработоспособное, и, наконец, в предельное состояние и обратно изучают методами теории надежности технических объектов. При анализе надежности рассматривают как отдельный технический объект автомобиль, его систему, агрегат или деталь.

Цель курсового проекта разработать технологический процесс восстановления трехступенчатый вал в патроне с неподвижным центром автомобиля Mercedes-Benz ML400 с использованием ресурсосберегающих технологий и рациональных способов ремонта, новых материалов, современного режущего инструмента и средств контроля, высокопроизводительного оборудования и средств механизации, а также спроектировать наплавочный участок с применением прогрессивных форм и методов организации авторемонтного производства, соблюдением правил расстановки оборудования и организации рабочих мест.

Глава 1. Исходные данные для разработки технологического процесса

1.1 Характеристика видов обработки

Для достижения заданных форм, размера, шероховатости поверхностей и физико-механических свойств детали применяют различные методы обработки: резание лезвийным и абразивным инструментами; поверхностное пластическое деформирование; электрические, электромеханические, тепловые и другие методы.

При обработке заготовки припуск снимается частями, с постепенным уменьшением величины припуска по мере приближения размера обрабатываемой поверхности к заданному размеру по чертеж. Поэтому обработка заготовки может быть несколько видов: обдирочная, черновая, получистовая, чистовая, тонкая, отделочная. Обдирка применяется для крупных поковок и отливок 16-18 квалитета точности. Она уменьшает погрешности формы и пространственных отклонений грубых заготовок. Обдиркой достигается точность 15-16 квалитета, а шероховатость Rа более 100мкм.

Черновая обработка используется для заготовок, подвергшихся обдирке, а также штампованных заготовок 2-3 - й группы точности и для отливок 15-го квалитета точности. Черновая обработка выполняется в большом диапазоне точности 12-16-го квалитета. Шероховатость Rа = 100 -25 мкм.

Получистовая обработка назначается для заготовок, у которых при черновой обработке не снят весь припуск. Кроме того, ее назначают для заготовок к точности которых предъявляются повышенные требования. Точность обработки 11-12 квалитет, Rа = 50 - 12,5 мкм.

Чистовая обработка применяется как окончательный вид обработки для тех заготовок, заданная точность которых укладывается в точность, достигаемую чистовой обработкой. Она применяется в виде разовой обработки заготовок, полученных точными методами (высокоточным литьем, точной штамповкой и другими методами). Операция чистовой обработки может быть применена как промежуточная под последующую тонкую или отделочную обработку. Точность чистовой обработки 8-11 квалитет, Rа = 12,5 - 2,5 мкм.

Тонкая обработка - это один из видов обработки, окончательно формирующих высокую точность поверхностей заготовки. Выполняется при весьма малых значениях припуска и малых подачах. Rа = 2,5- 0,63 мкм.

Отделочная (финишная) обработка применяется для получения заданной шероховатости поверхности. На точность заготовки влияния почти не оказывает. Rа = 0,63 - 0,16 мкм.

1.2 Обработка лезвийным инструментом

1.2.1 Точение

Точением обрабатываются наружные и внутренние цилиндрические, конические, сферические, фасонные поверхности тел вращения, а также их плоские торцовые поверхности. Число операций и переходов, их последовательность определяется размером и качеством обрабатываемых деталей. Осредненные данные по качеству обработки деталей в процессе точения, получаемые на токарных станках, приведены на рис. 1.

Процесс точения в производстве реализуют на токарных станках, которые в зависимости от типа производства могут быть универсальными, оснащенными системами ЧПУ или иметь жесткое кулачковое управление. Повышение производительности токарных станков достигается как установкой нескольких инструментов (револьверные головки или суппорты), работающих как последовательно, так и параллельно, так и увеличением количества шпинделей на станке, позволяющих одновременно обрабатывать несколько поверхностей деталей. Многоцелевые станки, оснащенные дополнительными шпинделями, производят фрезерование, сверление различных боковых и торцовых поверхностей. Закрепление заготовок на станке осуществляется с помощью приспособлений, которые могут создавать либо асимметричные усилия закрепления, либо осесимметричные.

Рис. 1. Возможности точения, растачивания и подрезки торца

Первые (кулачковые патроны, цанги, кулачковые оправки) имеют большое усилие закрепления и предназначены для черновых и получистовых операций. Чистовые операции осуществляются при осесимметричном закреплении деталей, что увеличивает виброустойчивость и качество обработки.

Наружные поверхности деталей, у которых длина больше диаметра в 6 раз, устанавливаются на токарных станках в центрах.

Центровые отверстия в деталях делаются трех типов в зависимости от типа детали, а для валиков диаметром менее 4 мм рекомендуется применять наружные центровые конусы. Полые детали (цилиндры, втулки) устанавливают на токарных станках на оправках жестких (конусных, цилиндрических и шлицевых) или разжимных (цанговых, роликовых, пружинчатых и с тонкостенно-деформированной стенкой).

При обработке нежестких деталей, у которых длина больше диаметра в 12 раз и более, применяют дополнительные опоры-люнеты, которые могут двигаться вместе с суппортом, либо устанавливаться неподвижно на станине станка.

Основным видом режущего инструмента, с помощью которого обтачиваются детали, являются резцы, которые для этого вида операций подразделяются на проходные, расточные, подрезные и отрезные.

Проходные резцы служат для обтачивания наружных поверхностей тел вращения и делятся на прямые и отогнутые. Отогнутые правые и левые проходные резцы имеют более широкое распространение вследствие их повышенной жесткости и возможности вести не только обтачивание поверху, но и подрезку торцов и снятие фасок. Проходные резцы по своей конструкции выпускаются с напайными пластинами по ГОСТ 18877 с углом в плане ц = 45°, по ГОСТ 18878 с углом в плане ц, равным 45, 60 и 75° (последние выполняются с ц1, равным 15 и 25°), по ГОСТ 18879 - резцы токарные, проходные упорные прямые и изогнутые с ц = 90°. Широкое применение получили токарные резцы с механическим креплением сменных многогранных пластин. По ГОСТ 26476 определены основные четыре схемы крепления сменных многогранных пластин, предназначенные для различных видов державок, а ГОСТ 26613 определяет основные требования к резцам с механическим креплением этих пластин. Наиболее надежное крепление пластин обеспечивается при креплении их клином-прихватом, который одновременно поджимает пластину и к штифту, центрирующему пластинку, и к ее опорным поверхностям. Такие резцы выпускаются с тремя видами пластин: трехгранными с ц = 92°, четырехгранными ц = 45° и шестигранными с ц = 45°. Для контурного и фасонного точения применяются параллелограмные пластины, размеры которых определяются ГОСТ 20872.

Расточные резцы работают в более сложных условиях, чем проходные из-за пониженной жесткости и сложности стружкообразования. Для обработки отверстий диаметром 3...8 мм применяют цельные резцы из твердого сплава со стальным хвостовиком; для сквозных отверстий - по ГОСТ 18062, а глухих - по ГОСТ 18063. Данные резцы имеют либо квадратный, либо цилиндрический хвостовик и выпускаются трех типов для координатно-расточных станков, для токарных автоматов и для токарных станков. В ряде случаев применяют двухсторонние резцы и резцовые расточные головки, имеющие более высокую производительность, но меньшую универсальность.

При высокой жесткости расточных резцов, повышенной виброустойчивости и обеспечении нормального выхода стружки отношение диаметра оправки резца и растачиваемого отверстия составляет 0,8-0,5, а диаметра резца и оправки колеблется в пределах 0,3-0,2. Широкое применение нашли расточные резцы с механическим креплением режущих пластин: трехгранной формы с ц = 90°, квадратными пластинами с ц, равным 75 и 45° и с ромбическими пластинами с ц = 95° (ГОСТ 26612).

Подрезные резцы предназначены для обтачивания плоскостей, перпендикулярных оси вращения и подрезки торцов напроход с помощью поперечной подачи. Подрезные резцы также выпускаются с напайными пластинами (ГОСТ 18893) изогнутого типа для повышенных динамических нагрузок и прямого типа. Подрезные резцы с механическим креплением пластин выпускаются трехгранной формы с ц = 90°, а отогнутые - с положительным и отрицательным передними углами и пластинами квадратной формы с ц = 75°.

Отрезные резцы служат для отрезки заготовок и деталей на токарных станках. Эти резцы выполняют с головкой, ширина которой меньше ширины тела резца, но имеет для большей жесткости оттянутую форму. Длина головки выбирается из расчета определяемого диаметра детали, но обычно не более 130... 150 мм. Согласно ГОСТ 18884 отрезные резцы выпускаются в четырех исполнениях. В первом исполнении пластину, имеющую скосы, припаивают в угловой паз державки, что увеличивает площадь ее прилегания к державке, прочность соединения; уменьшаются сколы и выкрашивания пластинки.

Во втором исполнении пластинки имеют плоскую поверхность соединения, что делает их более технологичными, но уменьшает их динамическую прочность.

Третье и четвертое исполнение отличаются от указанных выше наличием оттянутой головки, повышающей прочность резцов. Это достигается и с помощью заточки на определенных резцах небольших углов (1-3⁰) в плане и задних углов на вспомогательных режущих кромках, что требует их качественной заточки и точной установки на станке. Для полной обработки одного из торцов детали при ее отрезке без центрального стержня главную режущую кромку затачивают под углом не 90°, а ц = 75...80°. Для того, чтобы облегчить врезание отрезного резца, условия схода стружки и возможность его увода, режущую кромку затачивают симметрично с углами в плане ц = 60...80° или с двумя симметричными фасками с обеих сторон размером b = 1..1,5 мм под углом 45°.

1.2.2 Фрезерование

Фрезерование является высокопроизводительным и универсальным способом механической обработки резанием металлических, композиционных и пластмассовых материалов на черновых (обдирочных), получистовых и чистовых операциях технологического процесса. Способом фрезерования можно получить 8-11 квалитет точности и поверхность с параметром шероховатости Ra = 3,2...12,5 мкм. Наиболее широко фрезерование применяется при выполнении следующих операций технологического процесса механической обработки резанием.

Наружные плоские поверхности фрезеруют цилиндрической (рис. 2, а), торцовой (рис. 2, б) или концевой фрезой (рис. 2, в). Процесс фрезерования фасонных поверхностей большой протяженности по направлению формообразующей кривой и с малым изменением высоты фасонного профиля по содержанию и закономерностям близок к фрезерованию цилиндрической фрезой. В этом случае фасонная форма профиля зуба фрезы методом прямого копирования воспроизводит фасонную поверхность на детали.

Фрезерование внутренних (замкнутых) фасонных поверхностей (рис. 2, в) осуществляется концевой фрезой на вертикально-фрезерном станке с числовым программным управлением (ЧПУ), обеспечивающем движение подачи обрабатываемого тела по программе в двух направлениях. Сама поверхность в вертикальной секущей плоскости может быть прямолинейной или криволинейной.

Фрезерование прямолинейной канавки или паза с прямоугольным (рис. 2, г, е) или фасонным (рис. 2, д, ж) профилем в секущей плоскости, нормальной к оси канавки или паза, используют при обработке полузакрытых пазов типа ласточкин хвост, Т-образных пазов и других пазов, канавок различных профилей. Отличие только в профиле формообразующей кривой на фрезе.

Рис. 2. Схемы фрезерования и основные виды фрез: а - цилиндрическая; б - торцовая; в - и г - концевые; д - концевая фасонная; е - дисковая; ж - дисковая фасонная; з - отрезная

Фрезерование криволинейной канавки или паза с прямоугольным (рис. 2, г) или фасонным (рис. 2, д) профилем в секущей плоскости, нормальной к оси канавки или паза, осуществляется на станке с ЧПУ с подачей детали в соответствии с программой в двух направлениях. Если канавка или паз фрезеруется на поверхности цилиндрической детали, то деталь подается в направлении своей оси и поворачивается вокруг оси. По существу эти способы следует отнести к методу прямого копирования. Поэтому к этому методу следует отнести нарезание прямозубых и косозубых зубчатых колес модульными дисковыми или концевыми фрезами. По методу, представленному на рис. 2, ж, можно фрезеровать как вогнутый, так и выпуклый профиль. Дисковыми отрезными фрезами разрезают прокат или заготовки другого сечения на части (рис. 2, з).

1.2.3 Сверление

Сверление, рассверливание, зенкерование и развертывание предназначены для образования и обработки цилиндрических отверстий различной степени точности и разных параметров шероховатости обработанных поверхностей. Зенкерование и развертывание используют также для обработки конических поверхностей.

Сверление - основной метод получения отверстий в сплошном материале. Сверлением можно получать сквозные и глухие отверстия, а также обрабатывать предварительно образованные отверстия. Сверление и рассверливание обеспечивают достижение точности в пределах 9-13 квалитета допуска размера и параметр шероховатости поверхности Ra в пределах 2,5...8 мкм (рис. 3.).

Просверленные отверстия имеют отклонения от правильной цилиндрической формы: в поперечном сечении имеют форму овала, а в продольном - небольшую конусность. При сверлении отверстие получается большего диаметра, чем диаметр сверла вследствие «разбивки» отверстия. «Разбивка» отверстия происходит из-за неточности изготовления сверл и радиального биения шпинделей сверлильных станков.

Рис. 3. Точность и качество поверхности обработки сверлением и рассверливанием (Ra = 2,5...8 мкм; глубина дефектного поверхностного слоя 70-15 мкм)

Способ воздействия на обрабатываемый материал - механический, путем пластической деформации металла и его последующего разрушения с образованием стружки. Процесс сверления осуществляется в условиях косоугольного несвободного резания одной или двумя режущими кромками. Процесс резания при сверлении осуществляется в более сложных условиях, чем при лезвийной обработке наружных цилиндрических поверхностей. Это объясняется тем, что образование отверстия осуществляется путем вырезания и удаления стружки из сплошного материала. Вследствие этого процесс резания при сверлении сопровождается следующими явлениями:

а) срезание стружки, ее формирование и удаление осуществляется в закрытом пространстве;

б) вывод стружки из отверстия происходит путем создания пространства между стенками образуемого отверстия и поверхностью рабочей части сверла;

в) при отводе стружки по канавкам сверла, (как правило, в сторону хвостовика) она дополнительно деформируется и происходит трение ее о поверхности канавок и отверстия;

г) в результате деформации и трения имеет место большое тепловыделение;

д) кинематический задний угол уменьшается, а при сверлении с большими подачами и малом диаметре весьма существенно, что может привести к касанию образованной поверхности отверстия о заднюю поверхность сверла при одноплоскостной ее форме.

С целью устранения указанного отрицательного явления используют следующие мероприятия: увеличивают задний угол; уменьшают длину задней поверхности; придают задней поверхности форму, в поперечном сечении которой образуется ломаная или кривая линии.

Зенкерование - метод обработки отверстий, предварительно полученных сверлением, штамповкой или литьем. Цель зенкерования - получение более точных по размеру и форме отверстий, образованных поверхностями вращения.

Развертывание - метод чистовой и отделочной обработки отверстий после сверления и зенкерования с целью получения точных по размеру и форме их поверхностей с низкими параметрами шероховатости.

1.2.4 Протягивание

Протягивание - технологический метод обработки резанием и холодным пластическим деформированием, производимый специальными многозубыми инструментами - протяжками и прошивками.

Протяжки имеют форму стержня или полосы, снабженных зубьями, последовательно расположенными вдоль их оси. Протяжками обрабатывают внутренние и наружные поверхности различной формы (круглые, плоские, фасонные) (рис. 4). При обработке внутренних поверхностей в заготовке предварительно образуется отверстие. Отверстие может быть получено при изготовлении заготовки или сверлением. Внутренним протягиванием можно получить отверстия круглого, квадратного и шестигранного поперечного сечения, а также отверстия со шпоночным пазом, шлицевые, фасонные сложного профиля. Наружным протягиванием получают плоские и фасонные линейчатые поверхности любого профиля, а также пазы и уступы.

К преимуществам протягивания следует отнести простоту кинематической схемы обработки, включающей одно прямолинейное движение. Движение подачи отсутствует. Подача зубьев в глубину обрабатываемого поверхностного слоя достигается превышением каждого последующего зуба относительно предыдущего. Величина превышения последующего зуба относительно предыдущего называется подъемом на зуб. Простота кинематической схемы обработки обусловлена тем, что образующая линия формируемой поверхности воспроизведена на рабочем профиле зубьев протяжки, а траектория прямолинейного движения воспроизводит направляющую линию, которая является прямой линией. Следовательно, это движение является главным движением резания. Несмотря на низкие скорости резания при протягивании, связанные с трудностью реверса больших масс при возвратно-поступательном движении, скорость относительного перемещения протяжки превышает скорость относительного перемещения других инструментов, определяемую минутной подачей. Вследствие этого протягивание по сравнению с другими методами обработки является наиболее производительным (рис. 5). Кроме указанного протягивание обладает следующими достоинствами:

1) простотой устройства и обслуживания станков;

2) возможностью автоматизации процесса;

3) сокращением технологического цикла за счет возможности замены протягиванием нескольких других последовательных операций (зенкерование, развертывание и т.п.);

4) возможностью обрабатывать сложные поверхности с высокой точностью и низкими параметрами шероховатости.

Различают три основных метода протягивания: свободное, координатное и протягивание тел вращения. При свободном протягивании обеспечивается лишь нужный размер, макрогеометрия и параметры шероховатости обрабатываемой поверхности. Координатное протягивание характеризуется тем, что достигаются с необходимой точностью не только размеры, параметры шероховатости и форма обработанной протяжкой поверхности, но и обеспечивается точное положение ее относительно других поверхностей детали. Поэтому при координатном протягивании положение детали относительно протяжки строго фиксируется с помощью специальных приспособлений.

Рис. 4. Принципиальные схемы протягивания: а - круглого отверстия; б - шпоночного паза; в - наружной поверхности; г - шлицевого отверстия

Рис. 5. Показатели эффективности процессов обработки резанием

Метод протягивания тел вращения может быть применен для обработки наружных и внутренних поверхностей. Точность профиля обработанных поверхностей обеспечивается калибрующими зубьями протяжек, а точность размера (диаметра) - установкой протяжек относительно оси вращения обрабатываемых деталей.

Для протягивания применяют три схемы обработки: профильную, генераторную, групповую. Протягиванием можно обрабатывать все металлы и неметаллы с высокой производительностью и качеством обработки. Как и все режущие инструменты, протяжка состоит из рабочей (режущей, калибрующей, выглаживающей), установочно-крепежной частей, а также соединительной части, которая соединяет их между собой.

1.2.5 Обработка резьбовых и фасонных поверхностей

Наружную и внутреннюю резьбы на заготовках получают тремя способами:

1) резьбовыми резцами, гребенками, метчиками, круглыми плашками, резьбонарезными головками, резьбовыми фрезами и шлифовальными кругами, когда в процессе обработки осуществляется вырезание слоев металла по профилю впадины резьбы;

2) выдавливающими сборными плашками для наружных резьб и бесстружечными метчиками для внутренних резьб, когда инструмент и заготовка работают по принципу пары скольжения без зазора при наличии больших сил трения;

3) резьбонакатными плоскими и сегментными плашками, роликами и головками аксиального, тангенциального и радиального типа, когда инструмент осуществляет силовое качение по поверхности заготовки, характеризующееся значительно меньшими силами трения, чем при выдавливании резьбы. Второй и третий способы основаны на образовании профиля резьбы за счет пластического деформирования металла.

Способ получения резьбы может быть выбран по рис. 6 и рис. 7 с учетом типа производства, требуемой производительности и качества обработки. Диаметры заготовок под нарезание наружных и внутренних метрических резьб соответственно определяются ГОСТ 19258 и ГОСТ 19257.



Рис. 6. Относительная производительность различных способов резьбообразования

Рис. 7. Параметры шероховатости и точность резьбы при различных способах резьбообразования

1.3 Обработка абразивным инструментом

Под абразивной обработкой понимают финишную обработку резанием, которая осуществляется с помощью абразивных зерен в виде монокристаллов, поликристаллов или их осколков. Абразивную обработку можно разделить на два основных вида -- на обработку связанным и свободным абразивом. Основными методами абразивной обработки являются: шлифование, хонингование, суперфиниширование, доводка, полирование. Кроме того, имеется несколько методов гидро- и струйно-абразивной и виброабразивной обработки. Применяется также комбинированная обработка, сочетающая абразивное резание с электрохимическими методами.

1.3.1 Шлифование

Шлифование -- абразивная обработка, при которой инструмент (шлифовальный круг) совершает только вращательное движение, которое является главным движением, а заготовка - любое требуемое движение, при котором осуществляется удаление припуска с заготовки.

В зависимости от формы обрабатываемой поверхности заготовки различают шлифование: наружное, внутреннее, плоское, круглое, профильное, зубошлифование, шлицешлифование, резьбошлифование, сферошлифование, заточка, затыловочное шлифование.

В зависимости от технологической базы при обработке различают: шлифование в центрах, в патроне, бесцентровое.

В зависимости от формы и расположения рабочей поверхности шлифовального круга различают шлифование: периферией круга, торцом круга, многокруговое несколькими кругами одновременно, одно- и многопрофильное резьбошлифование.

В зависимости от интенсивности съема металла в единицу времени, приведенной к единице длины контактной линии круга с заготовкой (приведенная объемная интенсивность съема (мм³(мм*мин)), различают наружное шлифование:

обдирочное 1000-2500;

предварительное 200-500;

получистовое 80-200;

окончательное 30-80;

тонкое 10-30.

Технология круглого наружного шлифования. Операция круглого наружного шлифования предназначена для обработки наружных поверхностей деталей типа тел вращения с прямолинейными образующими. В качестве технологической базы используют центровые отверстия или наружные центровые поверхности.

Для зажима заготовок на станке служат патроны и оправки различных видов и конструкций, поводковые и другие приспособления. Главным движением (как и при любом виде шлифования) является вращение инструмента-- шлифовального круга, а движение подачи, обеспечивающее съем металла со всей обрабатываемой поверхности, выполняется при различных видах круглого наружного шлифования по-разному. В зависимости от направления поступательного движения подачи различают несколько способов шлифования (рис. 8). Врезное шлифование (рис. 8, а-в) обеспечивается движением подачи только в одном направлении, перпендикулярном к обрабатываемой поверхности заготовки, которая шлифуется при ее вращательном движении. Осциллирующее шлифование (рис. 8, г, д), при котором шлифовальный круг или заготовка наряду с вращательным движением совершают возврати о-поступательное движение, предназначено для обработки поверхностей значительной длины, превышающей высоту шлифовального круга. Шлифование уступами (рис. 8, е): иногда такой способ называют комбинированным шлифованием, является комбинацией врезного и осциллирующего шлифования. Отдельные участки шлифуемой поверхности (уступы) обрабатывают последовательно врезанием круга; уступы при этом должны перекрывать друг друга. Глубинное шлифование может быть с продольной подачей и врезным (рис. 8, ж и з). При глубинном шлифовании с продольной подачей весь или почти весь припуск снимают за один проход инструмента. Шлифовальный круг при этом правят ступенькой или на конус. При глубинном врезном шлифовании заготовке сообщают медленное вращение. При этом шлифовальный круг с увеличенной подачей врезается в заготовку на всю или почти всю величину припуска, а за время одного оборота заготовки весь припуск снимается. Схема обработки аналогичная обычному врезному шлифованию периферией круга.

Как вариант круглого наружного шлифования можно рассматривать и многокруговое шлифование -- обработку одной или нескольких поверхностей одной и той же заготовки или нескольких заготовок несколькими шлифовальными кругами одновременно (рис. 8, и-л). При многокруговом шлифовании нескольких поверхностей подача круга осуществляется перпендикулярно оси заготовки или под некоторым углом к ней.

Рис. 8. Схема круглого наружного шлифования

Выбор способа шлифования зависит от типа производства, особенностей конструкции деталей, снимаемого припуска и требований к точности и качеству обработки. Наиболее характерным методом шлифования является осциллирующее шлифование, при котором припуск снимается постепенно: за несколько продольных проходов стола при большой частоте вращения заготовки. Наиболее часто заготовки шлифуют при параллельном расположении осей заготовки и шлифовального круга, реже -- при пересекающихся осях.

Технология внутреннего круглого шлифования. Внутреннее круглое шлифование предназначено для обработки внутренних поверхностей цилиндрической или конической формы с прямолинейной образующей. На внутришлифовальных станках отверстия обрабатывают следующими методами: шлифованием с продольной подачей (рис. 9, а, б); врезным шлифованием (рис. 9, в, г); врезным шлифованием (рис. 9, в) с дополнительным осциллирующим движением круга; шлифованием с планетарным движением шлифовального круга (рис. 9, д). Шлифование с продольной подачей обеспечивает более высокую точность и меньшие параметры шероховатости поверхности. Врезной способ используется при обработке коротких (рис. 9, в) и глухих отверстий, не имеющих канавок для выхода круга. При планетарном движении шлифовальный шпиндель с кругом 1 помимо вращения вокруг своей оси имеет вращательное движение относительно оси шлифуемого отверстия заготовки 2 от специального устройства станка. Этот метод применяют в основном для шлифования отверстий в тяжелых корпусных деталях, устанавливаемых на станке неподвижно.

Рис. 9. Схема круглого внутреннего шлифования

Особенностями внутреннего шлифования, ограничивающими его возможности, являются: малый диаметр шлифовальных кругов; малая жесткость шлифовального шпинделя; необходимость применения очень высокой частоты вращения шпинделя шлифовального круга для обеспечения оптимальной скорости резания; большой линейный износ кругов из-за малых размеров рабочей поверхности круга. В связи с этими особенностями диаметр шлифовального круга следует выбирать наибольшим из допустимых по условию размещения его в отверстии: 0,75...0,85 диаметра отверстия для диапазона 50... 150 мм и 0,85...0,95 диаметра отверстия для диапазона 30...45 мм. Дополнительные трудности возникают при внутреннем шлифовании с подачей СОЖ в зону обработки, так как поверхности круга и заготовки соприкасаются по дуге большей длины, а зазор между ними мал. Для отвода теплоты из зоны обработки и предотвращения появления прижогов на шлифуемой поверхности применяют подачу СОЖ через специальные сопла, расположенные близко к зоне резания, или через поры круга.

Технология плоского шлифования. Шлифование плоских поверхностей называется плоским шлифованием. Существует два основных вида плоского шлифования: периферией круга и его торцом. Шлифование периферией круга обеспечивает более высокую точность обработки по сравнению со шлифованием торцом круга и поэтому его рекомендуется применять при высоких требованиях к точности обработки, малой жесткости деталей, а также при обработке закаленных деталей, склонных к образованию прижогов. Периферией круга обрабатьшают детали с жесткими допусками на отклонения от плоскостности (контрольные плиты, угольники, линейки, стыки ответственных деталей и др.); с буртиками и пазами; тонкие детали, подверженные короблению; детали, имеющие недостаточно жесткую опорную поверхность, что приводит к неустойчивому положению их на станке, а также такие детали, на торце которых следует сделать поднутрение или создать выпуклость и др.

Торцом круга можно обрабатывать литые крышки, планки кованные или изготовленные из проката, корпусы коробчатого сечения, заготовки напильников, штамповые кубики и другие детали, предварительно не обработанные; сегменты уборочных сельскохозяйственных машин, лемеха плугов и др.; шайбы, кольца, диски, втулки, фланцы и другие детали массового производства, преимущественно имеющие форму тел вращения. Основными технологическими факторами, определяющими режим шлифования, являются заданные точность и параметры шероховатости поверхности, мощность двигателя главного привода и стойкость шлифовального круга.

Показателями режима резания при плоском шлифовании периферией круга являются скорость круга; скорость заготовки; поперечная (параллельная оси шпинделя) подача и глубина шлифования (при шлифовании торцом круга поперечную подачу обычно не используют). Скорость шлифовального круга зависит от материала заготовки, вида (обычное или скоростное) шлифования и возможностей станка. Скорость заготовки совпадает при плоском шлифовании с продольной или круговой подачей стола, на котором она закрепляется. Увеличение скорости заготовки приводит к повышению производительности обработки. Поэтому рекомендуется выбирать высокие скорости заготовки, особенно при предварительных операциях и снятии больших припусков. Повышение скорости заготовки приводит к уменьшению нагрева и деформации заготовки. На окончательных операциях рекомендуется снижать скорость заготовки.

Технология бесцентрового круглого наружного шлифования. Сущность метода бесцентрового шлифования заключается в том, что заготовка 3 (рис. 10, а) в процессе обработки не закрепляется в центрах, а базируется обрабатываемой (или обработанной ранее) поверхностью на ведущем круге 1 и опорном ноже 2. Шлифовальный круг 4 и ведущий круг 1 вращаются в одном направлении, но с разной окружной скоростью. Окружная скорость ведущего круга в 50-60 раз ниже окружной скорости шлифовального круга. Ведущий круг, как правило, абразивный на вулканитовой связке; иногда применяют металлические ведущие круги (стальные или чугунные). Сила трения между шлифовальным кругом и заготовкой меньше, чем с ведущим кругом, поэтому окружная скорость заготовки близка к окружной скорости ведущего круга. Опорная поверхность ножа скошена под углом 20-30° к линии, соединяющей центры шлифовального и ведущего кругов (линии центров), и, как правило, для уменьшения износа армируется твердым сплавом. Существуют три основных метода обработки заготовок на бесцентрово-шлифовальных станках:

1) шлифование напроход с продольной подачей заготовки (рис. 10, б);

2) шлифование до упора (рис. 10, в);

3) врезное шлифование (рис. 10, г).

Бесцентровое шлифование напроход (рис. 10, б) применяется для обработки гладких цилиндрических деталей типа колец подшипников, втулок, поршневых пальцев, толкателей клапанов и др. Для обеспечения продольного перемещения детали ось ведущего круга располагают в вертикальной плоскости под углом в = 0ч8° к оси шлифовального круга; при этом скорость продольной подачи (м/мин) заготовки х_s = х_b hsinв, а окружная скорость (м/мин) заготовки х_з = х_b hcosв, где х_b - окружная скорость ведущего круга; в - угол поворота ведущего круга в вертикальной плоскости; h - коэффициент, учитывающий проскальзывание между ведущим кругом и заготовкой.

При бесцентровом шлифовании до упора (рис. 10, в) осевое перемещение заготовки осуществляется до упора, после чего ведущий круг отводится от детали в направлении, перпендикулярном ее оси, и обработанная деталь выгружается из рабочей зоны. Этот способ имеет ограниченное применение, в частности, для деталей с сочетанием цилиндрической и конической поверхностей.

Врезное бесцентровое шлифование (рис. 10, г) используется для обработки ступенчатых и профильных заготовок. Сущность метода заключается в том, что заготовка укладывается на нож и ведущий круг, после чего начинается перемещение шлифовального круга на заготовку или заготовки на шлифовальный круг. В ряде случаев ведущий круг и опорный нож имеют ступенчатую форму в соответствии с профилем заготовки.

Бесцентровые станки применяют в подшипниковой, автомобильной, тракторной и металлургической промышленности. По сравнению с обработкой на центровых станках при бесцентровом шлифовании обеспечивается более высокая стабильность деталей по качеству и размерам, устраняются прогибы заготовки, что позволяет применять более напряженные режимы шлифования и снижать припуск на обработку. Сокращается или полностью совмещается время обработки и вспомогательное время, связанное с установкой и снятием деталей со станка, проверкой размеров и т.п. При шлифовании напроход обеспечивается получение погрешностей формы в поперечном сечении до 2,5 мкм при шероховатости поверхности Ra = 0,32 ... 0,16 мкм. Для снижения параметров шероховатости поверхности на некоторых станках устанавливают два шлифовальных круга разной характеристики: крупнозернистый для снятия основной части припуска и мелкозернистый для уменьшения шероховатости обрабатываемой поверхности.

Рис. 10. Схема бесцентрового шлифования

Бесцентровые станки применяют в подшипниковой, автомобильной, тракторной и металлургической промышленности. По сравнению с обработкой на центровых станках при бесцентровом шлифовании обеспечивается более высокая стабильность деталей по качеству и размерам, устраняются прогибы заготовки, что позволяет применять более напряженные режимы шлифования и снижать припуск на обработку. Сокращается или полностью совмещается время обработки и вспомогательное время, связанное с установкой и снятием деталей со станка, проверкой размеров и т.п.

При шлифовании напроход обеспечивается получение погрешностей формы в поперечном сечении до 2,5 мкм при шероховатости поверхности Ra = 0,32 ... 0,16 мкм. Для снижения параметров шероховатости поверхности на некоторых станках устанавливают два шлифовальных круга разной характеристики: крупнозернистый для снятия основной части припуска и мелкозернистый для уменьшения шероховатости обрабатываемой поверхности.

Технология профильного шлифования. Профильное шлифование - это шлифование поверхности, образующая которой кривая или ломаная линия. Однако к профильному шлифованию относят и обработку рабочей поверхности кулачков и копиров с прямолинейной образующей и не относят обработку выпуклых и вогнутых поверхностей (гиперболоидных поверхностей), образующихся при круглом наружном и внутреннем шлифовании, когда при цилиндрической форме имеют оси вращения, перекрещивающиеся с осью заготовки. Поэтому профильным шлифованием будем называть обработку деталей по сложному контуру, который нельзя обработать при простых движениях круга простой формы. Кругами простой формы считают шлифовальные крути, у которых рабочая поверхность -- цилиндр (круг ПП), конус (круг IT и др.) или плоский торец (круг ЧК и др.). Простыми движениями являются вращательное и прямолинейное поступательное.

Профильные поверхности имеют такие распространенные детали как зубчатые колеса, шлицевые валы, кулачки, лопатки турбин, компрессоров и сопловых аппаратов, валки прокатных станов, фасонные резцы, профильные шаблоны, пуансоны, матрицы, копиры и др. Так как многие из перечисленных деталей изготовляют в больших количествах, то для их обработки создано большое число станков разнообразного назначения: зубошлифовальные полуавтоматы, шлицешлифовальные, резьбо- и червячно-шлифовальные, вальцешлифовальные, шлифовально-копировальные, желобошлифовальные, профилешлифовальные и др. Для обработки профильных поверхностей деталей подшипников созданы специальные высокопроизводительные станки-автоматы и полуавтоматы, многие из которых входят в состав гибких производственных систем (ГПС) или встроены в автоматические линии.

Профильное шлифование можно осуществлять разными методами. Наиболее распространенными являются три метода:

метод копирования, при котором профиль на круге соответствует профилю на детали;

метод огибания профиля на заготовке рабочей поверхностью круга с помощью относительного движения обкатки;

метод эквидистантного шлифования, при котором движение подачи круга осуществляется по траектории, эквидистантной шлифуемому профилю (эквидистантные линии-линии, отстоящие друг от друга на одинаковом расстоянии).

Частным случаем метода копирования является многокруговое шлифование профиля поверхности несколькими шлифовальными кругами одновременно.

На рис. 11 приведена схема профильного шлифования по методу врезной подачи круга. Осевой профиль рабочей поверхности которого соответствует профилю шлифуемой фасонной поверхности: пуансона вырубного штампа для изготовления сердечников электродвигателей (рис. 11, а), наружной протяжки для обработки елочного профиля замка турбинного диска (рис. 11, б), фасонных тангенциального (рис. 11, в) и круглого (рис. 11, г) резцов.

Рис. 11. Схема профильного шлифования

1.3.2 Хонингование

Хонингование применяется для финишной обработки внутренних поверхностей (отверстий диаметром 5--1300 мм). В процессе хонингования обрабатываемая поверхность покрывается мельчайшей сеткой царапин в результате срезания выступов исходной шероховатости абразивными брусками, закрепленными в хонинговальной головке. Хонинговальная головка одновременно совершает вращательное и возвратно- поступательное движения. При этом достигается шероховатость поверхности Rа<0,32 мкм, точность размеров по 6--8 квалитетам и исправление геометрии отверстия. Исправление геометрии отверстия при хонинговании основывается на том, что при равной радиальной подаче всех брусков они испытывают различное давление в зонах наибольшего и наименьшего диаметра отверстия. Увеличение давления брусков на поверхность в зоне наименьшего диаметра вызывает более сильное режущее действие, а следовательно, и больший съем металла, чем в зоне наибольшего диаметра. Такое явление будет иметь место до полного устранения погрешности формы отверстия и выравнивания при этом давления всех брусков. На рис. 12 показана схема процесса хонингования. Хонингование ведется при обильной подаче смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ) в зону резания для удаления

Рис. 12. Схема процесса хонингования

1 -- шпиндель станка; 2 -- шарнирное устройство; 3 -- хонинговальная головка; 4 -- гильза; 5 -- хонинговальный брусок; 2а -- угол скрещивания следов; а -- угол подъема следа; II, III -- крайние положения бруска за один двойной ход стружки и продуктов износа с поверхности брусков и поверхности цилиндра.

Кроме того, СОЖ отводит часть выделяющегося при резании тепла. Состав СОЖ: керосин с добавлением 10--20% индустриального масла И12-А. Хонингование производится на вертикальных хонинговальных станках. Разжатие брусков в хонинговальной головке производится устройствами с ручным, гидравлическим или пневматическим приводами. Характеристики хонинговальных брусков выбирают в зависимости от наименования и свойств материала цилиндра, требуемой шероховатости и условий хонингования. С увеличением давления и зернистости съем металла увеличивается. Чем выше требования к шероховатости, тем мельче должна быть зернистость бруска. С увеличением зернистости твердость брусков должна быть выше. Абразивный брусок характеризуется видом абразивного материала, зернистостью, твердостью, структурой, видом связки, классом, типом и габаритными размерами. Для хонингования цилиндров двигателей рекомендуется применять как абразивные бруски из корунда или зеленого карборунда, так и бруски из синтетических алмазов, стойкость которых в 100 -- 200 раз выше. Основные параметры режима хонингования: окружная скорость вращения хонинговальной головки и скорость ее возвратно-поступательного движения. Окружная скорость определяется по формуле 1:

(1)

где Vok -- окружная скорость, м/мин;

D -- диаметр обрабатываемого отверстия, мм;

n -- частота вращения хонинговальной головки, мин -1

Скорость возвратно-поступательного движения хонинговальной головки (2):

где Vвп -- скорость возвратно-поступательного движения, м/мин;

п₂ -- число двойных ходов хонинговальной головки в 1 мин;

L -- длина рабочего хода хонинговальной головки (3), мм:

где Lотв -- длина обрабатываемого отверстия, мм;

-- перебег бруска за пределы отверстия, мм ( = 1/3);

()

Рекомендуемые значения Vок и Vвп, соотношение между скоростями вращательного и возвратно-поступательного движения л и удельное давление брусков Р₀ приведены на рис. 13.

Рис. 13. Рекомендуемые параметры процесса хонингования

В последнее время получило распространение алмазное плосковершинное хонингование (АПХ), которое выполняется алмазными брусками на режимах: скорость резания 30 м/мин; скорость возвратно-поступательного движения (подача) 15 м/мин; удельное давление брусков 0,8 МПа (предварительное хонингование) и 0,6 МПа (окончательная обработка); СОЖ -- керосин; припуск на хонингование 0,01 мм. При обработке методом АПХ износ гильз уменьшается в три раза. Дальнейшим совершенствованием обработки гильз цилиндров является антифрикционное хонингование (АФХ) брусками, содержащими антифрикционные вещества (графит, дисульфид молибдена), которые покрывают рабочую поверхность гильзы и способствуют лучшей приработке деталей цилиндро-поршневой группы. Антифрикционное хонингование производится при давлении 0,2--0,4 МПа без СОЖ в течение 15--20 с. Для закрепления антифрикционного покрытия на рабочей поверхности гильзы цилиндров в зону обработки через хонинговальную головку вводится водорастворимый полимер, который позволяет исключить задиры поршней и прижоги поршневых колец. Применение АФХ способствует повышению износостойкости сопряжения гильза -- поршень, позволяет сократить цикл обкатки и снизить расход топлива при обкатке двигателей.

1.3.3 Притирка

Притирка -- обработка плоскостей с помощью мелкозернистых шлифовальных порошков (абразивов) или паст, нанесенных на твердую поверхность инструмента-притира или на сопрягаемую поверхность.

Движение поверхностей относительно друг друга при притирке вызывает вращение зерен абразива, которые внедряются в притир и в деталь, срезая неровности с их поверхностей.

Притирка плоскостей бывает односторонней и двусторонней. На притираемую деталь которой придается сложное движение относительно притира, действует определенная сила Р. Абразивная прослойка обеспечивает обработку поверхности детали. Следует отметить, что при этом изнашивается и притир. Поэтому притиры периодически подвергаются правке. Однако существуют такие способы притирки, при которых правка рабочей поверхности притиров производится самими обрабатываемыми деталями.

Поверхность детали притирают после окончательной механической обработки: шлифования, тонкого точения, фрезерования, развертывания, шабрения. При сборке притирку применяют в тех случаях, когда необходимо получить точный размер деталей за счет снятия очень малого припуска (0,03...0,05 мм) или добиться плотного прилегания поверхностей, обеспечивающего гидравлическую непроницаемость соединения. Притиркой может быть достигнута точность размеров до 0,1 мкм.

Различают два способа притирки деталей -- одной детали по другой (притирка клапанов, пробок и др.) и каждой из деталей по третьей -- притиру. С помощью притиров доводят крышки, торцы, фланцы и буртики в плотных сопряжениях.

Притирами обычно являются плиты, бруски, конусы, втулки и другие детали из материала, более мягкого, чем материал притираемых деталей. Так, притирочные плиты из чугуна (с содержанием углерода 3...3,5%) применяют для притирки стальных деталей, стальные плиты и притиры (из стали У10) -- для притирки чугунных деталей; стеклянные притиры -- для притирки деталей из цветных сплавов. Притиры для предварительной притирки имеют на своей поверхности канавки. Для окончательной притирки -- доводки предназначены гладкие притиры. Для обработки отверстий используют цельные, разрезные, составные и другие притиры.

Режимы притирки с учетом материалов притираемых деталей целесообразно в каждом случае определять экспериментально, представляя их в виде графиков, удобных для пользования.

ремонт вал коробка передач автомобиль

1.3.4 Полирование

Полирование является физико-химическим процессом финишной абразивной обработки, которая обеспечивает гладкие поверхности деталей с комплексом заданных эксплуатационных свойств.

Само определение процесса полирования не отражает физической сущности происходящих при этом явлений, а характеризует лишь конечные результаты, не регламентируя способы их достижения. Гипотезы, объясняющие процессы полирования можно классифицировать:

1) на чисто механические (процесс микрорезания -- царапания);

2) на химико-механические (главенствующая роль химических процессов);

3) на физико-химические.

Поэтому в настоящее время нет теоретических обобщений для априорных суждений о сущности протекающих процессов при полировании.

В связи с этим можно различить две разновидности полирования: декоративное (блескообразование) и точное, когда к поверхностям, кроме требований по их высоким отражающим свойствам, предъявляются высокие требования по точности их формы. В этом случае полирование называют оптическим. При этом, когда достигаемые параметры поверхности выше этих требований, то полирование переходит в область нанотехнологии, т.е. обеспечение нанометрических размеров точности и шероховатости поверхности. При полировании может быть использована обработка свободным и связанным абразивом.