Технологический процесс восстановления вала-сектора механизма рулевого управления трактора МТЗ

3. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА
ВОССТАНОВЛЕНИЯ ВАЛА-СЕКТОРА ТРАКТОРА «МТЗ 80/82»
3.1. Анализ конструкции и дефектов
3.2. Обзор способов восстановления вала-сектора
3.3. Выбор технологических баз
3.4. Обоснование маршрута восстановления детали
3.5. Выбор и обоснование оборудования, материала и инструмента ..................
3.6. Расчет режимов обработки и норм времени
3.7. Технологическая документация ЕСТПП на восстановление


Вал-сектор предназначен для передачи крутящего момента от рулевого колеса к управляемым колёсам, через сектор с рейкой. В процессе эксплуатации вала-сектора на него действуют большие динамические нагрузки в связи с передачей крутящего момента, а именно ударной нагрузки и средние нагрузки, действующие на шлицевые соединения.
Точность и чистота обработки соответствует восьмому классу точности. Вал-сектор изготавливается из стали 45 и подвергается термической обработки на установке ТВЧ по поверхности вала на глубину 0.8 мм. до твердости HRC 51.5 – не менее. Шероховатость сектора Ra 6.3мкм.
Основные повреждения детали: износ шеек, кулачков, пазов, отверстий и торцев, деформации, износ резьб, усталостные трещины.
Восстанавливают: расположение, форму, размеры и шероховатость элементов, износостойкость трущихся поверхностей и усталостную прочность.
Точность обработки восстановленных шеек и кулачков – 5-7 квалитеты, шероховатость поверхности Ra 0.32...0.63мкм.
Основные повреждения детали: износ шеек, кулачков, пазов, отверстий и торцев, деформации, износ резьб, усталостные трещины.
Восстанавливают: расположение, форму, размеры и шероховатость элементов, износостойкость трущихся поверхностей и усталостную прочность.
Точность обработки восстановленных шеек и кулачков – 5-7 квалитеты, шероховатость поверхности Ra 0.32...0.63мкм.

Последовательность ТО восстанавливаемых деталей:
- определение места расположения и размеров усталостных трещин и принятия решения о целесообразности восстановления детали;
- правка;
- подготовка поверхности под нанесение покрытий или установку ДРД (дополнительная ремонтная деталь);
- нанесение покрытий или установка и закрепления ДРД;
- термическая обработка;
- черновая механическая обработка;
- закалка шеек ТВЧ;
- чистовая механическая обработка;
- упрочнение галтелей;
- отделка шеек.
Необходимая поверхностная твёрдость зубчатого сектора обеспечивается химико-термической или термической обработкой (цементацией, цианированием, закалкой и др.).
Характерные повреждения зубчатого сектора: усталостные разрушения в виде раковин, уменьшение толщины (при абразивном изнашивании), износ торцев.
Анализируя существующие методы дефектации (табл. 3.1) и эксплуатационные дефекты вала-сектора можно прийти к выводу, что самым оптимальным методом обнаружения поверхностных дефектов является визуально-оптический. Наличие трещин и сколов определяется визуально с применением лупы. Отклонение вала от прямолинейности контролируется на плите 2 – 2 - 1600×1000 щупами. Износ шлицев контролируется калибрами для шлицов с прямобочным профилем ГОСТ 7951-59.
В результате анализа дефектов данной детали получили, что основным является износ шлицев с дефектами на гранях и наружной поверхности 0,4...0,6 мм. Его повторяемость составляет порядка 80 % от общего количества деталей, поступивших на дефектацию. Остальные дефекты составляют по 5-10 %. Поэтому рассматривался процесс восстановления изношенных шлицев с дефектами на гранях и наружной поверхности.





3.4. Обоснование маршрута восстановления детали

Последовательность операций восстановления детали, наряду с содержанием операций, выбором оборудования, технологическими базами, определяет маршрут восстановления детали. Процесс устранения дефектов начинается с исправления технологических баз. Дальнейшая последовательность определяется конструкцией детали, применяемыми методами восстановления. Процесс восстановления вала-сектора включает следующие этапы: исправление технологических баз, устранение износа шлицев лазерной наплавкой, обеспечение требуемого качества шлицевой поверхности механической обработкой с применением высокопроизводительного инструмента из ПСТМ, контроль качества восстановленного изделия.
Маршрут восстановления вала-сектора включает в себя следующие операции:
005 дробеструйная;
010 газотермическое напыление;
015 транспортная;
020 лазерная наплавка;
025 транспортная;
030 токарная;
035 контрольная.

3.5. Выбор и обоснование оборудования, материала и инструмента

Выбор оборудования определяется его возможностью обеспечить точность размеров и формы, а также качество поверхности восстанавливаемой детали. Если эти требования можно обеспечить обработкой на различном оборудовании, определенную модель выбирают из следующих соображений:
1) соответствие основных размеров оборудования габаритам восстанавливаемых деталей, устанавливаемых по принятой схеме обработки;
2) соответствие оборудования по производительности заданному масштабу производства;
3) возможность работы на оптимальных режимах;
4) соответствие по мощности;
5) наименьшая себестоимость обработки;
6) реальная возможность приобретения оборудования;
7) необходимость использования имеющегося оборудования.
Произведем выбор оборудования, материалов и инструмента для восстановления вала-сектора трактора.
005 дробеструйная.
Установка дробеструйной очистки.
Чугунная колотая дробь.
Нефрас 50/170 ГОСТ 8505-80.
010 газотермическое напыление.
Установка газотермического напыления Mogul-U9.
Порошок ПГ10Н-01 ТУ 1-3785-84.
Порошок ПГСР-3 ТУ 1-3785-84.
Кислород ГОСТ 5583-79.
Пропан-бутан ГОСТ 20448-80.
Станок токарно-винторезный 1К62.
Патрон трехкулачковый 7100-0002 ГОСТ2675-80.
015 транспортная.
Тележка Т2156-000 Q=1кН (0,1тс).
020 лазерная наплавка.
Лазерный технологический комплекс «Унилам».
Вращательный модуль ФТИ 3.036.
Объектив для наплавки ФТИ 3.033.
Система ЧПУ «Сфера-36».
Нефрас 50/170 ГОСТ 8505-80.
025 транспортная.
Тележка Т2156-000 Q=1кН (0,1тс).
030 токарная.
Станок токарно-винторезный 16К20.
Патрон трехкулачковый 3100-007 ГОСТ 2675-80.
Центр 7107-0037 ГОСТ 8742-75.
Резец проходной прямой с режущей пластиной из ПСТМ ТУ 02.02.018-05, режущая вставка ТУ 2106-0322.
Резец проходной сборный ГОСТ 19049-80 с пластинами из минералокерамики ВОК-71 ГОСТ 25003-81.
035 контрольная.
Штангенциркуль ШЦ-I-125-0,1 ГОСТ 166-89.
Комплексный калибр 05640-164.
Профилометр-профилограф мод.250
Скоба D29,82 (+0,42 -0,42) 8316-7205.
Скоба 6 (-0,030 -0,078) 8316-7205.
Кольцо-шлиц 8312-7148.