Восстановление ступицы

наружные обоймы подшипников  вторичного вала с картером

коробки передач;

посадочное место под  подшипники на вторичном валу.

При передаче переменного  крутящего момента коробкой передач  в данном шлицевом сопряжении происходят соударения втулки синхронизатора со шлицами вторичного вала. При этом наблюдаются и осевые перемещения колебания синхронизатора относительно вторичного вала, а также радиальные колебания, вызванные дисбалансом валов и шестерен. Эти факторы вызывают изнашивание и деформацию шлицевых элементов сопряжения. Проверка сопряжения на смятие показала, что максимальное напряжение более чем в два раза ниже допустимого. Следовательно, смятия и пластической деформации шлицевого сопряжения в процессе эксплуатации с большой вероятностью не происходит.

Из этого следует, что  чаще всего изнашивается посадочное место под подшипник. Самое целесообразное восстановление посадочных мест под  подшипники из вышеперечисленных (железнение, хромирование, наплавка), это - хромирование и вибродуговая наплавка.

Электролитическое хромирование является эффективным способом повышения износостойкости трущихся деталей, защиты их от коррозии, а также способом защитно-декоративной отделки. Значительную экономию дает хромирование при восстановлении изношенных деталей. Процесс хромирования широко применяется в народном хозяйстве. Над его совершенствованием работает ряд научно-исследовательских организаций, институтов, вузов и машиностроительных предприятий. Появляются более эффективные электролиты и режимы хромирования, разрабатываются методы повышения механических свойств хромированных деталей, в

 

результате чего расширяется  область применения хромирования. Знание основ современной технологии хромирования способствует выполнению указаний нормативно-технической документации и творческому участию широких кругов практических работников в дальнейшем развитии хромирования.

Вторым наиболее целесообразным из способов восстановления вторичного вала коробки передач является вибродуговая наплавка. Этот способ наплавки является разновидностью дуговой наплавки металлическим электродом. Процесс наплавки осуществляется при вибрации электрода и подачей охлаждающей жидкости на наплавленную поверхность.

Преимущества способа:

• небольшой нагрев деталей, не оказывающий влияние на термообработку;
• высокая производительность процесса;
• возможность получить наплавленный слой без пор и трещин;
• минимальная деформация детали, которая не превышает полей допусков посадочных мест;
• возможность получения наплавленного металла требуемой твердости и износостойкости.

Недостатки:

• невысокая производителькость.

Рациональный режим  наплавки:

• напряжение 28.30;
• сила тока 70-175 А;
• диаметр проволки 1,6 мм;
• скорость подачи проволки - 1,3 м/мин;
• скорость наплавки - 0,5 - 0,6 м/мин;
• амплитуда вибрации 1,82 мм.

В связи с тем что  преимуществ вибродуговой наплавки больше и её чаще используют на производстве восстановление шейки под подшипник  будет производится наплавкой.

 

4. План технологических операций по устранению дефектов

 

Таблица 2.

№ п/п	Наименование и содержание операции	Оборудо-вание	Приспо-собление	Инструмент		Установоч-ные базы
				Рабочий	Измери-тельный
1	2	3	4	5	6	7
005	Токарная правка центров	Токарно-винторез-ный станок модели 1к62	Патрон трех кулачковый, центр люнет	Сверло центрованное Р18	Шаблон	Шейка ф17,18 центр отв.
010	Шлифовальная шлифовать  шейку под наплавку	Кругло шлифова-льный станок модели 3Б151	Поводковый патрон центр	Шлифова-льный круг ПП600*305 24 А 40 ПСМ 25к8А	Микрометр МК 75-100-01 ГОСТ 6507-78	Шейка ф17,18 центр отв.
015	Наплавоч-ная наплавить шейку виброду-говой наплавкой	Переобору-дованный токарно-винторезный станок модели 1к62-м выпрямитель ВС А - 600/300 Головка для наплавки 9АИЖ-5; Вибратор ОКС - 1252А	Патрон трех- кулачковый, центр	Кусачки, комбини-рованные ГОСТ 5547-77	Штангенциркуль ШЦ 1-125-01 ГОСТ 166-80	Шейка ф17,18 центр отв.
020	Шлифова-льная предвари-тельно шлифовать шейку под подшипник	Кругло шлифовальный станок модель 3Б151	Повод-ковый патрон центр	Шлифо-вальный круг МП600*40*305 24А40ПСМ 25к8А	Микро-метр МК - 75-100-0,01 ГОСТ 6507-78	Шейка ф17,18 центр

 

 Продолжение таблицы 2

1	2	3	4	5	6	7
025	Шлифова-льная чистовое шлифова-ние шейки под подшип-ник	Кругло шлифова-льный станок модели 3Б151	Поводко-вый патрон центр	Шлифо-вальный круг МП 600*40*305	Микрометр МК-75-100-0,01 ГОСТ 6507-78	Шейка ф17,18 центр
030	Моечная промыто деталь	Ванная с содовым  раствором	Подвеска для мойки  детали
035	Сушиль-ная Удалить следы влаги	Сушиль-ный шкаф	подвеска
040	Контрольная контролировать размеры диаметров шейки, шлиц шпоночной канавки	Плита проверочная, подставка  под плиту	Контрольная		Стойка индика-торная индика-тор часового типа микро метр МК - 75-100-0,01 ГОСТ 6507-78 Кольцо калибр шлице-вое

 

5. Выбор оборудования приспособления и инструмента

Для правки центров выбираем токарный - винторезный станок 1к62.

Для шлифования шейки  вала под подшипник применяем  кругло шлифовальный станок 3б151.

Приспособление для  наплавки - наплавочная головка УАНЖ - 5. Инструмент режущий переменяется с пластинками, из быстро режущей стали Р18 и твердого сплава Т5К10, позволяющие вести обработку на повышенных скоростях.

Для шлифовальной операции применяется шлифовальный круг МП 600*40*305

Измерительный инструмент приминается для межоперационного и окончательного контроля детали.

Штангенциркуль ШЦ 1 - 125 - 0,1

Микрометр МК - 75, кольцо - калибр шлицев

Калибр НЕ

Калибр - скоба - НЕ ГОСТ 2015 - 84

Калибр ГОСТ 7951 - 59

6. Расчет режимов и норм времени по операциям

 

Операция 005 Токарная

Править центровке отверстия  с двух сторон оси. Инструмент-сверло центровое. Размеры отверстия: d=7,5 мм l=3,6 мм

Назначим режим резания: подача Sr=0,08 мм/об;

Скорость резания Vт=20 м/ мин. Подачу корректируем по паспорту станка модели "1к62". Sф=0,074 мм/об.

Число оборотов шпинделя:

 

n= (1000* т) / (П*Д); об\мин

nт= (1000*20) / (3,14*7,5) =849 об/мин

 

Число оборотов корректируем по паспорту станка модели "1к62" na=800 об\мин

Основное время:

 

То= (L*j) / (Sф *nф); мин

 

где L - длина прохода сверла, j - число проходов

Sф - фактическая подача, nф - фактическое число оборотов

где l-длина обрабатываемой детали, l1 - величина врезания

 

l1=t*ctg

 

где t-глубина резания

 

t= /2=7,5/2=3,75

 

половина угла сверла

 

=60

L1=3,75*ctg60=3,75*0,58=2,2мм

То= (3,6+2,2) / (0,074*800) =0,10 мин

 

Вспомогательное время

 

Твсп=tуст+ tпер, мин

 

где tуст - время на установку и снятия детали

tпер - вспомогательное время, связанное с переходом

 

tпер=0,16мин

Твсп=0,87+0,16=2,47мин

 

 

Дополнительное время

 

Тдоп= ( (То + Твсп) /100) *k

 

где k - процент дополнительного времени, k=8% для токарных работ

 

Тдоп= ( (0,1+2,47) /100) *8=0,21 мин

 

Штучное время

 

Тшт= То+ Тв +Тдоп=0,1+2,47+0,21=2,78 мин

 

Подготовительно-заключительное время

 

Тз-н=4мин

 

Операция 010. Шлифование

Шлифовать шейку под наплавку.

Исходные данные: Деталь-вал  вторичный коробки передач Д=65 мм; d=64,90мм; l=493 мм. Материал - СТАЛЬ 30 ХГТ ГОСТ 4543-71.

Твердость-HRC 45 - 55. Масса детали - 2,75 кг.

Оборудование - кругло шлифовальный станок-3Б151.

Режущий инструмент - шлифовальный круг ПП 600*40*305.

Установка детали - в центрах.

Условия обработки - с  охлаждением.

Вид шлифования - круглое  наружное с выходом шлифовального  круга в одну сторону.

Содержание операции - установить деталь; шлифовать шейку; измерить шейку; снять деталь.

Последовательность расчета. Режима резания

Припуск на обработку

 

t= (Д - d) /2= (65 - 64,90) /2=0,1 мм

 

Поперечная подача (глубина шлифования), St

 

St=0,005…0,010

 

Принимаем по паспорту станка модели "3Б151"

 

St=0,0075 мм/ход стола

 

Скорость резания определяем по таблице по принятой подаче, глубине  шлифования и диаметру шлифуемой  поверхности детали до 60мм. =20м/мин

Определяем число оборотов шпинделя:

 

nт= (1000*) / (П*Д) = (1000*20) / (3,14*29,94) =211 об/мин

 

Определяем nф, корректируя nт по паспорту станка

 

na=150 об/мин

 

Основное время. Принимаем  метод врезания

 

То= Z/ (nф *St) *k

 

где Z-припуск на шлифование

nф - фактическое число оборотов шпинделя

St - поперечная подача

k - коэффициент, учитывающий износ круга о точность шлифования; k=1,1……1,4 При черновом шлифовании принимаем k=1,3

 

То= 0,1/ (150*0,0075) *1,3=0,12мин

 

Вспомогательное время

 

Тв= Тв + Тв + Тв

 

где Тв - вспомогательное  время на установку и снятие детали

 

Тв=0,80 мин, Тв=0,80+0,40+0,25=1,45мм

 

 

Дополнительное время

 

Тдоп = ( (То +Тв) /100) *k; k=9%

Тдоп = ( (0,12+1,45) /100) *9=0,14 мин

 

Штучное время

 

Тшт =То +Тв +Тдоп, Тшт=0,12+1,45+0,14=1,71мин

 

Подготовительно заключительное время

 

Тз-н=9мин

 

Операция 015. Наплавочная

Содержание операции:

1) установить деталь;

2) направить шейки;

3) снять деталь.

Оборудование: токарно-винторезный  станок, модернизированный 1К62 - М; выпрямитель  ВСА - 600/300; головка для наплавки УАНЖ - 5.

Приспособления: кусачки  комбинированные.

Материал наплавки: электродная  проволока - 30 ХГСА.

Последовательность определения  режимов вибродуговой наплавки. Размеры  наплавленных поверхностей: - шейка  под подшипник d1=29,74 мм Д1=31,1 мм l1=42; Нmax =4,92мм Нmin=4,88мм l1=40 Ннапл=6,24 мм

Режим наплавки: - диаметр  электродной проволоки dэ=1,6мм; - плотность тока Да=85А/мм; - сила сварочного тока У=0,785*d*Да, А

 

У=0,785*1,6*85=170А

 

напряжение дуги U= 27В; - коэфицент плавки н=7,5; - масса расплавленного металла - Gр. м

 

Gр. м= (У* н) /60= (170*7,5) /60=21,3 г/мин

 

Объем расплавленного металла Qр. м

 

Qр. м=Gр. м / =21,3/7,812=2,7 см/мин

 

Скорость подачи электродной  проволоки - п. р.

 

п. р. =Qр. м /0,785d= 2,7/ (0,785* (1,6)) =1,35 м/мин

 

Подача (шаг наплавки)

 

 

S= (1,2…2,0) *d, мм/об

S= (1,2…2,0) *1,6=1,92…3,2 мм/об

 

Корректируем подачу по паспорту станка модели 1К62 Sф=2,8мм/об

Скорость наплавки - н

 

н= (0,785d* пр *k*a) / (t*S)

 

где t - толщина слоя t=0,68 мм

к=0,90, а=0,96

 

н= (0,785 (1,6) *1,35*0,90*0,96) / (0,68*2,8) =1,23 м/мин=123 мм/мин

 

Частота вращения детали

 

n= (1000* м) * (П*Д) = (1000/1,23) / (3,14*30) =13,05 об/мин

 

 

Корректируем n по паспорту станка nф=12,5об/мин

Техническое нормирование автоматической наплавки.

Основное время

 

То= (L/ (n*S)) *j

 

где L - длина наплавки, мм

n - число оборотов, об/мин

S - шаг наплавки, мм/об

j - количество слоев наплавки

 

То= (42/ (2,8*12,5)) =1,2

 

Вспомогательное время

 

Тв= Тв1 +Тв2 +Тв3

 

где Тв1-время, связанное  на установку и снятие детали, мин

Тв1=0,30 мин

Тв2-время, связанное с  переходом

Тв2=0,7 на один погонный метр валика

 

L= (П*Д*l) /S= (3,14*30*32) / (1000*2,8) =1,077м

Тв2= 0,7*1,077=0,75 мин

 

Тв3 - время на один поворот  детали

 

Тв3=0,46

 

Тв=0,30+0,75+0,46=1,51мин

 

Дополнительное время

 

Тдоп= ( (То +Тв) /100) *k; мин

Где К=15%

Тдоп= ( (1,2+1,51) /100) *15=0,41 мин

 

Штучное время

 

Тшт=То+Тв+ Тдоп=1,2+1,51+0,41=3,12мин

 

Подготовительно-заключительное время

 

Тпз=8+1+0,8+0,1+1,3+4,5=16,6мин

 

 

Наплавка шлицев продольным способом.

Основное время

 

То= (L/ н) *j=мин

То= (32/123) *1=0,26 мин - на один шлиц

То= 0,26*6=1,56мин

 

Вспомогательное время

 

Тв= Тв1+ Тв2+ Тв3

 

Тв1-время на установку, крепление и снятие детали

Тв1=0,29мин

Тв2-время, связанное с переходом, определяется исходя из нормы 1,4мин на 1 погонный метр валика

 

Тв1= (1,4*32) /1000=0,05 мин

 

Вспомогательное время  на поворот детали на 180 и установки  наплавочной головки равно 0,46, а  на 6 поворотов

 

Тв3=0,46*6=2,76мин

Тв=0,29+0,05+2,76=3,1мин

Тдоп= ( (То +Тв) /100) *k= ( (1,56+3,1) /100) *15=0,7 мин

 

Штучное время

 

Тшт= То +Тв+ Тдоп=1,56+3,1+0,7=5,36мин

 

Подготовительно - заключительное время

Тп-з=8+1+0,8+0,1+1,3+5,4=16,6мин

 

Общее штучное время  на операцию

 

Тшт=3,12+5,36=8,48мин

 

Общее подготовительное время на операцию

 

Тп-з=16,6+16,6=33,2мин

 

Операция 020. Шлифование.

Шлифовать шейку под  подшипник после наплавки.

Исходные данные: деталь - вал вторичный коробки передач  Д=31,1 d=42

 

Материал - сталь 30 ХГТ  ГОСТ 4543-71. твердость-НRС 45 - 55, масса детали-2,75кг.

Оборудование - кругло шлифовальный станок 3Б151.

Режущий инструмент - шлифовальный круг - ПП 600х40х305

Установка детали - в центрах.

Условия обработки - круглое  наружное шлифование.

Содержание операции: установить деталь в центрах, предварительно шлифовать шейку, окончательно шлифовать шейку, измерить шейку, снять деталь.

Черновое шлифование.

Режимы резания: припуск  на обработку б=0,5мм

Поперечная передача (глубина шлифования St)

St=0,005…0,010

Принимаем по паспорту станка модели 3Б151

St =0,0075 мм/ход стола.

Скорость резания = 20м/мин

Число оборотов шпинделя

 

nт = (1000*) / (П*Д) = (1000*20) / (3,14*31,1) =204,8 об/мин

 

Корректируем nт по паспорту станка модели 3Б151

 

na =150 об/мин