Организация технологического процесса восстановления вторичного вала КПП КамАЗ-5320

2 Технологический раздел

2.1 Исходные данные

Исходными данными для разработки технологического процесса являются:

             рабочий чертёж детали № 15.1701030 с технологическими требованиями на её изготовление;

             производственная программа Nг = 5000 шт/год;

             маршрутный коэффициент Mк = 0,23;

             карта технических требований на дефектацию детали № 15.1701030;

             типовой технологический процесс восстановления деталей класса “круглые стержни”;

             каталоги и справочники по используемому оборудованию и технологической оснастке.

Таблица 2.1 - Карта дефектации первичного вала коробки передач 15 (152)

Рисунок 2.1 – Основные дефекты первичного вала коробки передач автомобиля КамАЗ-5320

2.2 Разработка ремонтного чертежа

Ремонтный чертеж разрабатывается в соответствии с требованиями ГОСТ ГОСТ 2.604-2000.

На ремонтном чертеже: места, подлежащие восстановлению, выполняются сплошной основной линией, остальные изображения сплошной тонкой линией. Допуски на свободные размеры (14;15;16 квалитетов) округляются до десятых долей миллиметра.

На ремонтных чертежах изображаются только те виды, сечения и размеры, которые необходимы для восстановления детали.

Ремонтные и пригоночные размеры, а также размеры детали, ремонтируемой снятием необходимого минимального слоя металла, обозначают буквами, а их числовые значения и другие данные указывают на выносных линиях или в таблице, помещаемой в правой верхней части чертежа. На ремонтном чертеже помещают также технологические требования и указания. Обозначение ремонтного размера выполняется с добавлением индекса "Р" к номеру детали.

2.3 Обоснование размера партии

В условиях ремонтного производства размер производственной партии принимается равной месячной, декадной или дневной потребности в ремонтируемых или изготавливаемых деталях.

В начальной стадии проектирования технологического процесса величина производственной партии определяется ориентировочно по формуле:

                                                        (2.1)

где годовая производственная программа полнокомплектных ремонтов автомобилей;

  маршрутный коэффициент ремонта деталеи;

  коэффициент, потери деталей в процессе ремонта от неисправимого брака, обнаруженных дефектов и т.д. для ремонтного производства;

   коэффициент учитывающий размер детали :

  2 – 3 дня для крупных деталей (вес более 50 кг.);

   5 дней – для средних деталей;

  10 дней – для мелких деталей;

   количество одинаковых деталей в автомобиле (агрегате),шт. ;

   количество рабочих дней в году, дн.

2.4 Определение последовательности выполнения операций, подбор оборудования, приспособлений, режущего и вспомогательного инструмента

2.4.1 Определение последовательности выполнения операций

Восстановление изношенной  детали – это комплекс работ по устранению дефектов, появившихся в период эксплуатации или хранения машины, обеспечивающей восстановления работоспособности и надёжности до уровня равного или превышающего уровень, установленный для новой детали. Выбор рационального способа восстановления детали по критерию применимости выполняем по этапам.

1 этап - Отбираем все существующие способы восстановления, обеспечивающие требуемую толщину, твёрдость, сцепляемость и шероховатость восстановленной поверхности. При восстановлении шлицов принимаем следующие способы: дуговая наплавка под слоем флюса; вибродуговая наплавка; наплавка в среде углекислого газа; электроконтактная наплавка лентой; термическая обработка (нормализация); токарная обработка; фрезерная обработка; термическая обработка; хромирование; осталивание; упрочняющее накатывание.

2 этап - Рассматриваем способы с точки зрения их воздействия на невосстанавливаемые поверхности, деталь в целом , а так же оцениваем влияние восстановленной поверхности на показатели надёжности сопряжённой детали. Из-за большого температурного воздействия на деталь и возможности её коробления отбрасываем термическая обработка в качестве упрочняющих работ после фрезерования. Оставляем следующие способы: дуговая наплавка под слоем флюса; вибродуговая наплавка; наплавка в среде углекислого газа; электроконтактная наплавка лентой; термическая обработка (нормализация); токарная обработка; фрезерная обработка; хромирование; осталивание; упрочняющее накатывание.

3 этап - Оставшиеся способы рассматриваем с точки зрения технологической возможности их использовании при создании поточно-механизированной линии для восстановления деталей. Оставляем следующие способы: дуговая наплавка под слоем флюса; термическая обработка (нормализация); токарная обработка; фрезерная обработка; хромирование; осталивание; упрочняющее накатывание.

4 этап - Анализируем дефицитность ремонтных материалов и технологического оборудования. Отказываемся от хромирования из-за дефицитности оборудования. Оставляем следующие способы: дуговая наплавка под слоем флюса; термическая обработка (нормализация); токарная обработка; фрезерная обработка; осталивание; упрочняющее накатывание.

5 этап - Учитываем влияние способов восстановления на рабочих и окружающую среду, отказываемся от осталивания. По этому критерию применимости принимаем  следующие способы: дуговая наплавка под слоем флюса; термическая обработка (нормализация); токарная обработка; фрезерная обработка; упрочняющее накатывание.

Окончательный выбор рационального способа восстановления детали производим при помощи технико-экономического критерия.

Используем операции, связанные только с восстановлением шлицов. Это связанно с тем, что на проектируемый участок поступают только первичные валы с дефектными шлицами. С другими неисправностями первичные валы не принимаются.

1) Очистная.

Очистить вал и промыть его в растворе моющего средства МС-8 концентрации 20 г/л и температурой 75-80 0 С.

Наличие смолистых отложений, загрязнения и смазки на поверхности вала не допускаются.

Машина для очистки ОМ-5288.

Разряд работы-2. Трудоемкость-4,5 мин .

2) Дефектовочная.

Провести тщательный визуальный осмотр. Определить геометрические параметры вала – измерить инструментом.

Разряд работ-5. Трудоемкость-8,5 мин.

3) Дуговая наплавка под слоем флюса.

Производится заваривание шлицов.

Оборудование: наплавочный станок У651.

Приспособления и инструмент: аппарат для автоматической наплавки А1408.

Режим работы:

Число проходов определяется по формуле:

                                                                                    (2.2)

где D – диаметр до которого наплавляют деталь, мм;

d – диаметр наплавляемой поверхности, мм;

t – толщина наплавляемого слоя за один проход, мм.

Силу тока Iсв принимаем равную 140 А при диаметре электрода dпр = 2 мм.

Напряжение U, В, определяется по формуле:

                                                                      (2.3)

Показатель, характеризующий удельное значение скорости наплавки, коэффициент наплавки КН , г/А·ч, определяется по формуле:

                                          (2.4)

Скорость перемещения дуги и скорость наплавки VH, м/ч, обуславливается шириной валиков и глубиной проплавления:

                                                                      (2.5)

где F – площадь поперечного сечения наплавляемого валика, F = 0,2 см2;

γ – плотность металла шва, г/см3.

Частота вращения детали:

Скорость подачи электродной проволоки Vпр, м/ч, определяется возможностью её полного расправления:

                                                                      (2.6)

Принимаем Vпр =50 м/ч. Отсюда следует что плотность метала шва γ, г/мс3, определяется по формуле:

                                                                      (2.7)

Вылет электрода равен:

                                                        (2.8)

Шаг наплавки равен:

                                                                      (2.9)

Смещение электрода равно:

                                                        (2.10)

Основное время наплавки То, мин, определяется по формуле:

                                                                                    (2.11)

Разряд работ – 5. То = 100,72 мин., Тв = 0,8 мин., Тдоп = 11,3 мин.,                Тпз = 16 мин.

4) Термическая обработка (нормализация).

Оборудование: печь для отпуска Pyro 1611G.

Разряд работы – 5. Трудоёмкость – 60 мин.

5) Токарные работы.

Оборудование: универсальный токарно-винторезный станок 16К20.

Режим работы:

Расчёт глубины резанья t, мм:

                                                                      (2.12)

где d – диаметр поверхности детали до обработки, мм;

d1 – диаметр поверхнолсти детали после обработки, мм.

Срез необходимого слоя проводится в 3 прохода резца: 2 прохода черновой обработки с оставлением припуска 0,01 мм на чистовую обработку.

Расчёт основного времени Тo, мин:

                                                                      (2.13)

где Sф – табличное значение подачи станка мм/об;

nф – табличное значение частоты вращения шпинделя об/мин;

L – длина обрабатываемой поверхности, мм;

i – число проходов.

Расчёт основного времени на чистовую обработку:

Расчёт основного времени на черновую обработку:

Разряд работ – 6. То= 3,08 мин., Тв= 1 мин., Тдоп = 0,17 мин., Тпз= 16 мин.

6) Фрезерные работы.

Оборудование: зубофрезерный станок модели ЕЗ – 208.

Приспособления и инструмент: фреза червячная для шлицевых валов с прямым профилем 10х72х78 ГОСТ 8027 – 86.

Режим работы:

Расчёт подачи на один зуб фрезы Sz, мм/зуб:

                                                                      (2.14)

где So – табличное значение подачи, мм/об;

Z – число зубьев фрезы.

Расчёт подачи на один зуб фрезы при чистовом фрезеровании:

Расчёт подачи на один зуб фрезы при черновом фрезеровании:

Расчёт минутной подачи SM, мм/мин:

                                                                      (2.15)

где nф – фактическое частота вращение фрезы, взятая из параметров станка, мин-1.