Технологический процесс восстановления цапфы автомобиля МАЗ 5336-2401083 (курсовой проект)

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
1.ОБОСНОВАНИЕ ТЕМЫ ПРОЕКТА
1.1.Анализ существующих технологий ремонта
1.2.Задачи проекта…
2.ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТП ДЕФЕКТАЦИИ ЦАПФЫ…
2.1.Анализ дефектов и основных выбраковочных признаков…
2.2.Выбор способов обнаружения дефектов…
2.3.Выбор оборудования и инструмента……
3.ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТП ВОССТАНОВЛЕНИЯ ЦАПФЫ
3.1.Обоснование формы организации ТП…
3.2.Определение применимости способов восстановления дефектов цапфы
3.3.Выбор технологических баз
3.4.Обоснование технологического маршрута восстановления детали…
3.5.Обоснование технологических режимов и расчет норм времени…
3.6.Обоснование технологического оснащения рабочих мест …
4.ВЫВОДЫ …
ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕНИЕ

Выполняемая тема курсового проекта «Разработать технологический процесс восстановления цапфы автомобиля МАЗ 5336-2401083». В зависимости от конкретных требований, предъявляемых к восстановлению деталей, материалу деталей и условий работы применяют различные способы восстановления. Применение того или иного способа связано также и с техническим оснащением ремонтного предприятия и объема работ, на который оно рассчитано. Для повышения надежности и долговечности машин необходимо внедрить в практику применение дешевых износостойких материалов, постоянно механизировать и автоматизировать процессы, а также совершенствовать технологию восстановления деталей машин. Экономическая целесообразность восстановления деталей обусловлена прежде всего возможностью повторного (очень часто неоднократного) использования 65-75% деталей. Себестоимость восстановления деталей не превышает 75% стоимости новых, а расход материалов в 15-20 раз ниже, чем при изготов-лении деталей.
При разработке технологии восстановления используются типовые проектные решения, приведенные в литературе. Наряду с этим за методическую основу разработки приняты рекомендации приведенные в [1], [2].Это в первую очередь относится на проектные материалы: ремонтный чертеж, схема технологического процесса восстановления детали.
При работе над проектом широко использовались данные [3], [4]. Разработанные в курсовом проекте материалы могут быть использованы в практической работе при решении следующих задач: разработка ремонтных чертежей, проектирование схем технологического процесса разборки (сборки) сборочных единиц, конструирование средств малой механизации ремонтных работ.


1.ОБОСНОВАНИЕ ТЕМЫ ПРОЕКТА

1.1.Анализ существующих технологий ремонта
В производственных условиях разработаны и реализованы десятки разных способов ремонта и восстановления деталей [3].Специализированное ремонтное производство является ресурсосберегающим производством, которое экономит много труда, материалов и энергии, поскольку использует уже существующие
материалы и форму деталей. Затраты денежных средств на устранение неисправностей и восстановления ресурса при капитальном ремонте составляют только 20..30% от затрат на производство машин. Научно обоснованные технологии и организация ремонта машин позволяют достичь их нормативной наработки, а в отдельных случаях и превзойти наработку новых изделий.
На ремонтных предприятиях в большинстве случаев при восстановлении деталей не ограничиваются выбором рационального способа устранения одного какого-то дефекта, а разрабатывают технологический процесс на устранение нескольких дефектов одной детали. Разработка такого процесса представляет определенные трудности, так как одновременно необходимо учитывать большое количество факторов.
Технологический процесс восстановления детали зависит от количества де-фектов, размера и формы износа или повреждения, от размеров, материала и точности обработки детали, а также от производственных возможностей ре-монтного предприятия. На ремонтном производстве применяют два способа разработки технологического процесса восстановления детали: подефектную и маршрутную технологии.
Подефектная технология ремонта детали применяется во всех мастерских общего назначения и в небольших специализированных предприятиях. Сущ-ность ее заключается в том, что для каждой детали разрабатывают (выбирают) рациональный способ восстановления по каждому дефекту в отдельности без учета возможности применения однородных способов их восстановления. Например, вал ведущей конической шестерни заднего моста автомобиля может иметь следующие дефекты: 1)заусеницы на зубьях шестерен; износ шеек под задний и передний подшипники; износ шлицев по толщине; смятие или износ резьбы; откол вершины зуба (не более двух); износ цапфы под кольцо цилиндрического роликового подшипника. Каждый из этих дефектов может быть устранен каким-либо отдельным способом. Может оказаться, что резьбу будут восстанавливать нарезанием новой уменьшенного размера с изготовлением новой гайки; шлицы — наплавлять электросваркой вручную изношенные шейки осталивать и т. д., то есть применять семь различных технологических процессов.
Последовательность устранения дефектов в этом случае не определена, она будет зависеть от опыта рабочих цеха восстановления, и не исключены случаи, что деталь попадет на сборку с каким-либо не устраненным дефектом.
Существующие технологии ремонта деталей типа вал содержат следующие операции: моечно-очистные; разборка; дефектация; восстановление и упроч-нение деталей; сборка.
Вместе с тем, существующие технологии ремонта не учитывают того, что размеры и характер дефектов, при наличии которых детали подлежат выбраковке, в значительной мере условны. Иногда подлежащие выбраковке детали целесообразно восстановить, но в данной курсовой работе нам невыгодно восстанавливать поверхности, которые имеют трещины и сколы, а также изношенные поверхности шлиц, так как их восстановление экономически нецелесообразно.

1.2 Выбор перспективной технологии восстановления детали
Изношенную (выбракованную) резьбу в отверстиях корпусных и других чугунных деталей восстанавливают нарезанием новой резьбы увеличенного размера, постановкой дополнительной детали и нарезанием резьбы на новом месте.
В деталях из стали изношенные резьбовые отверстия, кроме того, восстанавливают завариванием электросваркой и нарезанием резьбы номинального размера. При восстановлении резьбовых отверстий в корпусных, а также крупных и громоздких деталях используют ручные пневматические резьбонарезные машины. Наружную резьбу на валах и осях восстанавливают нарезанием новой уменьшенного размера, а также наплавкой и нарезанием резьбы нормального размера.
Восстановление под увеличенный размер. Изношенное резьбовое отверстие рассверливают на сверлильном станке или электродрелью под очередной размер и нарезают новую резьбу. Несмотря на простоту и надежность восстановления, такой способ не всегда целесообразен, так как требуется рассверливание отверстия сопрягаемой детали и применение болта увеличенного размера. В результате нарушается взаимозаменяемость деталей и усложняется последующий ремонт.
Ремонт постановкой дополнительной детали. Изношенное резьбовое от-верстие рассверливают и нарезают в нем неполную резьбу (двумя первыми метчиками) под заранее изготовленную пробку (рис. 1.2, а). Специальным ключом (рис. 1.2) завертывают пробку (рис. 1.2, в) до полного ее захода в отверстие, отрезают переходную часть пробки и зачищают ее заподлицо с плоскостью детали. Завернутую пробку крепят гладким штифтом диаметром 3 мм и длиной не менее 10 мм (рис. 1.2, г). Можно закреплять пробку поста-новкой ее на клей типа БФ-2 или на эпоксидной основе. В установленной пробке по сопрягаемой детали или лучше по кондуктору сверлят отверстие и нарезают резьбу нормального размера. Толщина стенок пробки после нарезания резьбы должна быть не менее 4 мм.
Вместо резьбовой пробки сейчас успешно применяют пружинные вставки (рис. 1.1, д). Вставку изготавливают из пружинной проволоки ромбического сечения. Острые углы ромба равны 60°, то есть соответствуют профилю метрической резьбы. Пружинную вставку завертывают в подготовленное отверстие при помощи специального ключа, воздействующего на загнутый конец пружины, который после завертывания легко обламывается. Внутренний размер такой вставки после завертывания равен номинальному размеру резьбы.
При условии выпуска промышленностью пружинных вставок под соответствующие типоразмеры резьбовых отверстий — это наиболее простой и надежный способ восстановления внутренних резьб.
Восстановление нарезанием резьбы на новом месте заключается в том, что рядом с изношенным резьбовым отверстием сверлят новое, если позволяет конструкция детали, и нарезают резьбу нормального размера.
Рис. 1.2. Восстановление резьбы постановкой дополнительной детали
а – резьбовые пробки; б – ключ для завертывания пробок; в – завертывание пробок; г – крепление пробки штифтом; д – пружинная вставка
Этот способ широко применяют при ремонте тракторов и автомобилей. Так восстанавливают резьбу под шпильки крепления полуоси в ступице колес автомобилей и в других деталях. При сверлении новых отверстий используют сопрягаемую деталь или специальные приспособления с кондукторами.
Восстановление под уменьшенный размер. Изношенную резьбу на валу (оси) протачивают, нарезают новую меньшего диаметра и по ней изготавливают новую гайку. Этот способ, как и при восстановлении внутренней резьбы, нарушает взаимозаменяемость, и, кроме того, с уменьшением диаметра снижается прочность резьбового соединения. Поэтому таким способом рекомендуется восстанавливать одну и ту же резьбу не более 1 раза.
Восстановление наплавкой. Этим способом лучше восстанавливать изношенную резьбу уменьшенного размера или номинальную на валу (оси). Резьбу диаметром менее 40 мм наплавляют вибродуговой наплавкой без применения охлаждающей жидкости, используя проволоку Нп-30 диаметром 1,2...1,6 мм или автоматической наплавкой в среде углекислого газа с этой же проволокой. Успешно наплавляют изношенную резьбу плазменной струей с применением порошков и колебателя, обеспечивающего наплавку за один проход и один оборот детали. Перед наплавкой поврежденную резьбу зачищают стальной щеткой до блеска или протачивают. После наплавки деталь протачивают и нарезают резьбу номинального размера.
Резьбу на валах диаметром более 40 мм восстанавливают наплавкой под слоем флюса или плазменной струей.
Шлицы (наружные), изношенные по толщине, наплавляют ручной или ав-томатической сваркой, а также заменяют изношенную шлицевую часть новой, соединяемой обычно сваркой. Шлицевые канавки валов диаметром менее 50 мм заваривают и нарезают шлицы номинального размера. При заварке канавок ручной или вибродуговой наплавкой валики накладывают вдоль шлицев поочередно в шлицевые канавки с диаметрально противоположных сторон, чтобы избежать коробления вала. При ручной наплавке применяют электроды ОЗН-300У, ОЗН-350У и другие типа Э42А и Э46А с ка-чественными покрытиями, а при вибродуговой наплавке — проволоку Нп-30 и охлаждающую жидкость.
Изношенные шлицы на валах диаметром более 50 мм наплавляют автоматической сваркой под слоем флюса вкруговую проволокой Св-ЗОХГСА.
Шлицы шириной более 6 мм наплавляют вдоль неизношенной стороны. При последующей обработке изношенную сторону шлица зачищают до выведения следов износа, и нагрузка в этом случае воспринимается не наплавленной стороной шлица. Небольшие износы шлицев по ширине устраняют вдавливанием.
Изношенные шлицы в стальных фланцах, ступицах и других деталях восстанавливают обжатием. Деталь нагревают до ковочной температуры, в отверстие втулки вводят холодный шлицевый вал и затем при помощи специальных пуансона и матрицы обжимают их под молотом. Затем деталь подвергают термообработке (закалка и отпуск), при необходимости шлицы зачищают.
Шлицы в отверстиях чугунных деталей не восстанавливают. Иногда, если позволяет конструкция детали, изношенные шлицы протачивают и в отверстие запрессовывают вновь изготовленную шлицевую втулку. Диаметр расточенного отверстия должен быть больше диаметра впадин шлицев на 0,5...1,5 высоты шлица. Запрессованную втулку крепят штифтами или ввертышами и приваривают. Деталь, восстановленную этим способом, проверяют на радиальное и осевое биение, которое не должно превышать 0,15 мм.
Шпонки, изношенные до предельного размера, не восстанавливают. Шпоночные канавки фрезеруют до выведения следов изнашивания и устанавливают новые шпонки увеличенного размера, но не более чем на 15% по ширине. Если шпоночная канавка уже фрезеровалась или сильно изношена, ее заваривают полностью и фрезеруют канавку номинального размера на новом месте. Последний способ нельзя применять для деталей с точной, определенной установкой. Например, нельзя фрезеровать в другом месте шпоночную канавку кулачкового вала под распределительную шес-терню.
Из этих и многих других технологий восстановления деталей машин следует выбрать самый оптимальный. Это делается с учетом характера дефекта, величины износа рабочей поверхности, требований к физико-механическим свойствам наносимых металлопокрытий, конструктивно-технологических особенностей и условий работы деталей (величины и характера нагрузки, видов трения и изнашивания, температуры и др.). При этом для восстановления детали считают целесообразным тот способ, который позволяет получить требуемую ее долговечность, ресурс работы соединений и узла, в состав которого они входят, при минимальных затратах на восстановление и эксплуатацию (издержках на устранение отказов).
Для устранения одних и тех же дефектов изношенных деталей на ремонтных предприятиях могут применяться различные способы. Каждому способу присущи наиболее характерные эксплуатационные свойства, определяющие долговечность деталей: циклическая (усталостная) прочность восстановленной детали, прочность сцепления нанесенного слоя с основным металлом, износостойкость поверхности и др. Главными причинами снижения циклической прочности могут быть наличие сварочных дефектов в виде пор, трещин, различных включений (особенно в зоне сплавления), возникновение остаточных напряжений, изменение структуры и др. Снижение усталостной прочности детали при восстановлении может привести к поломке в процессе эксплуатации.
Для деталей, восстанавливаемых газотермическим напылением, гальваническими покрытиями, важное значение имеет прочность сцепления металлопокрытия с основным металлом. Особенно это относится к деталям, работающим в условиях динамической нагрузки. Износостойкость является важной служебной характеристикой всех способов восстановления изношенных поверхностей, в том числе и способа ремонтных размеров.
Применимость способов восстановления поверхности определяют следующим образом:
-  на основании величины износа выбирают способы, позволяющие восстановить размеры изношенных поверхностей;
- рассматривают возможности технического осуществления каждого способа,
исходя из технологических свойств материала изношенной детали (свариваемости, деформируемости и т. д.), конструктивной формы;
- перераспределения запаса материала детали, замены ее части или установки дополнительной детали) и технических возможностей оборудования;
- сопоставляют возможные физико-механические свойства ме-таллопокрытий с техническими требованиями к качеству рабочих поверхностей детали и условиями их работы;
- оценивают влияние операций нанесения покрытий на изменение износостойкости восстанавливаемых поверхностей, конструктивной формы и прочности детали, размеров и физико-механических свойств смежных поверхностей;
- рассматривают возможность последующей механической обработки.
Для учета всех этих факторов рекомендуется последовательно пользоваться тремя критериями:
- технологическим, т. е. критерием применимости способа восстановления поверхности;
- критерием долговечности;
- технико-экономическим критерием (отношением себестоимости восстановления к коэффициенту долговечности).
Коэффициент долговечности является функцией трех других коэффициентов.
Коэффициент долговечности принимают равным значению того коэффициента который имеет наименьшую величину.
Из числа способов, отобранных по критерию применимости, к дальнейшему анализу принимаются те, которые обеспечивают коэффициент восстановления долговечности не менее 0,8. Если требуемому значению коэффициента долговечности для данной поверхности удовлетворяют несколько способов восстановления, то осуществляют выбор оптимального по технико-экономическому показателю, равному отношению себестоимости восстановления к коэффициенту долговечности.
Чем меньше способов применяется для восстановления деталей, тем меньше тре- буется видов оборудования, а следовательно, выше его загрузка и эффективность производства. Поэтому для окончательного принятия решения о способах восстановления изношенных поверхностей и детали в целом рассматривают различные варианты сочетаний способов. Начинают с варианта, предусматривающего минимальное число способов. За основной принимают способ, являющийся оптимальным для наиболее изнашиваемой поверхности, коэффициент повторяемости дефекта которой максимальный. Если данный способ применим по технологическому критерию ко всем изношенным поверхностям и обеспечивает коэффициент их долговечности не ниже 0,8 (Кд > 0,8), определяют себестоимость восстановления детали в целом. Если деталь нельзя восстановить одним способом, применяют допол-нительно второй, являющийся оптимальным для следующей по изнашиваемости поверхности, и так далее.


3. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТП ВОССТАНОВЛЕНИЯ
ЦАПФЫ.

3.1.Обоснование формы организации ТП.

На ремонтных предприятиях существуют следующие организационные формы восстановления деталей: подефектная и маршрутная.
В зависимости от программы и вида ремонтных работ мы обязаны выбрать и обосновать одну из организационных форм восстановления деталей.
Подефектная технология используется в тех случаях, когда программа восстановления деталей небольшая, и заключается в том, что технологический процесс восстановления деталей разрабатывается на каждый дефект в отдельности. При этой технологии детали для восстановления комплектуются только по наименованиям, без учета имеющихся в них сочетаний дефектов. Несмотря на ряд недостатков, подефектная технология применяется на небольших ремонтных предприятиях, в мастерских совхозов и колхозов или в условиях РОП общего назначения, при восстановлении крупных сложных де-талей.
Разновидностью этого способа служит групповая технология, когда все конструктивно схожие детали объединяются в группы и есть возможность быстро переналадить станки для выполнения однотипных операций.
Маршрутная технология предусматривает составление технологии на ком-плекс дефектов, которые устраняют в определенной последовательности, названной маршрутом. Эта технология основана на взаимосвязи дефектов, минимальном перемещении деталей, объединение различных дефектов, которые могут быть устранены на общих рабочих местах одинаковыми технологическими способами. Её целесообразно применять на крупных предприятиях по восстановлению деталей узкой номенклатуры с большими программами.
Маршрутно-групповая технология предусматривает разбивку на одном оборудовании с применением единой оснастки и инструментов.Эту технологию применяют при восстановлении деталей широкой номенклатуры с использованием преимуществ маршрутной технологии.
В основу типизации технологических процессов восстановления деталей положены такие признаки, как конструктивно-технологические параметры деталей, их группировка по конструктивному подобию, массе, габаритам, материалу, виду термической обработки, общности способов восстановления, базированию на станках, типу оборудования для нанесения металлопокрытий и механической обработки, техническому контролю, последовательности выполнения операций.
В нашем случае применяем подефектную групповую форму технологического процесса, т.к. оуказанные в задании дефекты невзаимосвязаны между собой и мы восстанавливаем их параллельно, то есть основные операции восстановления - слесарная, сварочная, фрезерная, шлифовальная выполняются на разных рабочих местах.

3.2.Определение применимости способов восстановления
дефектов шнека бункера.

В сельскохозяйственном ремонтном производстве существует большое число способов и средств восстановления изношенных деталей. О