Вибродуговая наплавка используется при ремонте деталей из различных сталей. Процесс наплавки может осуществляться в жидкости, в защитных газах, в атмосфере воздуха и под слоем флюса проволокой различного химического состава без последующей термической обработки. При этом можно получить слой наплавленного металла толщиной от нескольких десятых долей миллиметра - до 3 мм и выше' с заданными механическими свойствами.

Для подготовки восстанавливаемой поверхности к нанесению покрытия необходимо удалить изношенную резьбу и придать правильную геометрическую форму. Резьбовую поверхность перед наплавкой обтачивают на станке и шлифуют на круглошлифовальном станке.

Процесс наплавки происходит вследствие вибрации мундштука, сварочная проволока периодически соприкасается с поверхностью детали и под действием импульсных разрядов, поступающих из генератора, оплавляется. При этом расплавленный металл сварочной проволоки приваривается к поверхности детали, образуя наплавленный слой. Для охлаждения детали и закалки наплавленного слоя металла в зону наплавки насосом из бачка подается охлаждающая жидкость. В качестве охлаждающей жидкости обычно используют 4-6% -ный раствор кальцинированной соды с водой. Вибрирующий мундштук колеблется с частотой 100 раз в секунду от электромагнитного вибратора и пружин (колебания мундштука могут осуществляться и от механических вибраторов).

Процесс регулируют изменением напряжения источника тока и индуктивности путем включения в сварочную цепь различного количества, витков катушки. При изменении напряжения в основном изменяется количество расплавленного металла, т.е. изменяется производительность наплавки, а при изменении индуктивности изменяется стабильность процесса, поэтому для каждого вида наплавки в зависимости от толщины слоя (или скорости наплавки) подбирают соответствующую индуктивность. Вибродуговой наплавкой рекомендуется ремонтировать детали, не работающие в условиях повторно-переменных нагрузок. В качестве источников тока в наплавочных установках используют зарядные преобразователи типов АНД-500/250, АНД-1000/500, АНД-1500/750 или селеновые выпрямители типа ВСГ-ЗА по два при однофазном включении и по три при трехфазном включении на одну наплавочную установку.

В установках для автоматической вибродуговой наплавки могут быть использованы различные конструкции наплавочных головок: НИИАТ УАНЖ-5 и УАНЖ-6, ОКС-1252М, ОКС-6569 и др. Для наплавки чаще всего применяют головки ОКС-1252М и ОКС-6569.

Производительность автоматической вибродуговой наплавки в 3-5 раз выше производительности ручной наплавки.

После нанесения покрытия, поверхность протачивают на токарном станке, просверливают отверстие под шплинт и нарезают резьбу номинально размера.

1.6 Выбор установочных баз

1.8 Составление плана технологических операций

1.9 Разработка операций

1.9.1 Разработка операции хромирование

1.9.1.1 Исходные данные:

деталь - вал ведущей конической шестерни редуктора переднего моста автомобиля ЗИЛ-131

Вал изготовлен из стали 25ХГМ, НRC 65, = 100 кгс/мм, = 800 кгс/мм, масса детали 2,3 кг.

оборудование - Ванны для обезжиривания, декапирования, хромирования и промывки; выпрямитель тока U=12 В ВСЖ-303;

установка на подвеску, с креплением на крючки;

инструмент измерительный - микрометр ГОСТ-6507-68;

1.9.1.2 Содержание операции

1.9.1.3 Определение припусков

Диаметр шейки под подшипник до хромирования равен - 24,68 мм;

Диаметр шейки вала после хромирования: 24,68+0,3х2=25,28мм.

Припуск на предварительное шлифование - 0,128 мм.;

Припуск на шлифование после хромирования: (25,28 - 25,033) /2=0,123 мм.

припуск на шлифование после хромирования:

2z_ш2=0,07+0,9хд=0,07+0,9х0,015=0,099 мм.

Рассчитаем необходимую высоту хромового покрытия:

Примем высоту покрытия 0,3 мм.

1.9.1.4 Техническое нормирование хромирования

Определим трудоёмкость восстановления изношенных поверхностей вала ведущей конической шестерни редуктора переднего моста автомобиля ЗИЛ-131 на 0,3 мм. на сторону.

Определим по рабочему чертежу следующие данные:

масса детали-2,3 кг;

площадь покрываемых поверхностей:

шейки вала - 0,037+0,11=0,15 дм;

площадь изолируемых поверхностей: 0,73 дм.

Определим основное время хромирования:

(1.4)

Где: г - плотность осаждённого металла, г/см^{3 (}6,9); D_{к -} катодная плотность тока, (50А/дм.3); с - электрохимический эквивалент, т.е. количество металла, выделяющегося в процессе электролиза, (0,324г/А-ч); з_{шк -} выход металла по току, (13%), [1, с.72 табл.9.2.].

Размер ванны 2000х850х760; V_В=1300 л. Одновременная загрузка деталей в ванну:

(1.5)

Где: а - удельная загрузка деталей, дм², приходящаяся на 1л. объема электролита.

Фактически, согласно таблице 9.21. [1] в ванну можно завесить 20 шт.

Для расчёта перекрываемого и неперекрываемого времени составим таблицу 5

Таблица 5. Расчёт перекрываемого и неперекрываемого времени

Согласно составленной таблице перекрываемое время (Уt_оп+Уt_вп) будет равно 107,14 мин; неперекрываемое: 25,25 мин.

Рассчитаем штучно - калькуляционное время по формуле:

К_{и -} коэффициент использования ванн (0,8) [1, с.77, табл.9.19.]; К_{1 -} коэффициент на подготовительно - заключительное время, время обслуживания одного рабочего места и на естественные надобности исполнителя (1,16) [1, с.77, табл.9.18.]

Тогда:

1.9.2 Разработка операции шлифование

1.9.2.1 Исходные данные:

деталь - вал ведущей конической шестерни редуктора переднего моста автомобиля ЗИЛ-131.

Вал изготовлен из стали 25ХГМ, НRC 65, = 100 кгс/мм, = 800 кгс/мм, масса детали 2,3 кг.

оборудование - круглошлифовальный станок Мод.3151;

установка в центры станка;

инструмент рабочий - круг шлифовальный ПП 500х20х305 АСП 25 К6-50, измерительный - микрометр ГОСТ 6507-68;

точность обработки по шестому квалитету, чистота обработки до шероховатости Rа = 0,63

1.9.2.2 Содержание операции

1.9.2.3 Определение припусков

Припуск на шлифование после хромирования - 0,123 мм.

Диаметр шейки под подшипник до шлифования - 25,28 мм;

Диаметр шейки вала под подшипник после шлифования - 25,033 мм.

1.9.2.4 Техническое нормирование шлифования

Определим технические нормы на тонкое чистовое шлифование шейки под подшипник вала-шестерни после хромирования.

Назначим глубину шлифования t (поперечную подачу S_t) по табл.7.3 [1, с.71]; (1,2мм.)

Определим продольную подачу S_пр, мм. /об. по формуле:

S_пр = в·В, (1.7)

где в - доля ширины шлифовального круга (0,25), [1, с.59 табл.7.8.]; В-ширина шлифовального круга (20мм.)

S_пр = 0,25 · 20 = 5 мм. /об.

Определим длину хода стола L_р, мм:

L_р = L+В/2 (1.8)

L_р = 15 + 20/2 = 25 мм.

Назначим скорость вращения шлифовального круга V_к по табл.7.3 (35м/с.) [1, с.57];

Назначим скорость вращения детали V_д по табл.7.3 (35м/мин) [1, с.57]

Определим частоту вращения шлифовального круга:

(1.9)

Определим частоту вращения детали:

Согласуем расчётные данные с паспортом станка и выберем следующие значения:

n_{к (ф)} = 1240 об/мин.; n_{д (ф)} = 300 об/мин.

Определим правильность выбора оборудования и рассчитаем коэффициент использования оборудования по мощности:

N_{нэ -} необходимая мощность главного электродвигателя станка, кВт;

N_{дэ -} действительная мощность главного электродвигателя станка, (5,8кВт) [3, с.71].

(1.12)

Где: N_{р -} мощность резания, кВт; з_{м -} механический КПД станка (0,97) [2, с.14]

С_N, r, x, y; q - коэффициент и показатели степени, (0,14; 0,5; 0,8; 0,5; 0,2) [1, с.60 табл.7.13.]

Определим основное время:

Где: К - коэффициент износа круга, при чистовом шлифовании (1,8) [2, с.21].

Определим вспомогательное время:

Т_ВС = Т_ус + Т_изм + Т_{пер (}1.15)

Время установки детали Т_ус и время перехода Т_пер определим из [1, с.21 табл.3.26.], Т_ус = 1,29 мин.; Т_пер = 0,04мин. [1, с.62 табл.7.16.]

Время на измерение Т_изм определим по формуле:

Т_изм = 0,158 х L^0.16 х К^0,65 = 0,158 х 15^0,16 х 2^0,65 = 0,38 мин. (1.16)

Т_ВС =1,29+0,38+0,04=1,71мин

Определим оперативное время:

Т_ОП = Т_О + Т_ВС = 0,001 + 1,71 = 1,711 мин. (1.17)

Определим дополнительное время:

Т_Д = Т_ОП · К_1/100, (1.18)

Где: К_{1 -} процент дополнительного времени от оперативного (6%) [1, с.24 табл.3.30].

Т_Д = 1,711 · 6/100 = 0,1 мин.

Т_{ПЗ -} подготовительно - заключительное время примем = 7мин [1, с.61 табл.7.14]. Определим штучно - калькуляционное время:

Т_ШК = Т_О + Т_ВС + Т_Д + Т_ПЗ / n_п (1.19)

Т_ШК = 0,001 + 1,71 + 0,1 + 7/10 = 0,88 мин.

2. Конструкторская часть