По техническому критерию – критерий или коэффициент долговечности – оцениваем эксплуатационные свойства детали, восстановленной каждым способом, выбранным по технологическому критерию. К таким свойствам относят износостойкость восстановленной поверхности, усталостную прочность (выносливость), сцепляемость нанесённых покрытий и другие. Для наиболее распространённых способов восстановления деталей они даны в таблице. Окончательное решение о выборе рационального способа устранения дефекта детали принимаем по технико-экономическому критерию (обобщённый критерий). Он отражает технический уровень применяемой технологии, затраты на восстановление и эксплуатацию детали. Поскольку расчёты технико-экономических показателей, необходимых для оценки различных способов по данному критерию являются сложными, то можно рассматривать отношение:

Св/Кд,

где

Св – удельная себестоимость способа устранения дефекта, руб/м2

Кд – коэффициент долговечности восстанавливаемой детали.

Кд = Ки∙Кв∙Ксц

Ки – коэффициент износостойкости,

Кв – коэффициент выносливости,

Ксц – коэффициент сцепляемости.

Значение Св принимаем по литературным источникам.

Наиболее рациональным способом устранения дефекта детали считается тот, для которого отношение удельной себестоимости к долговечности Св/Кд ® min. Возможные способы устранения дефекта:

Контактная наварка (КН)

Кд = Ки∙Кв∙Ксц = 1.1∙0.8∙0.9 = 0.792

Св/Кд = 8.5/0.792 = 10.73

Ручная наплавка (РН)

Кд = Ки∙Кв∙Ксц = 0.9∙0.8∙0.9 = 0.648

Св/Кд = 8.5/0.648 = 13.12

Наплавка в среде углекислого газа (НУГ)

Кд = Ки∙Кв∙Ксц = 0.85∙1.0∙1.0 = 0.85

Св/Кд = 8/0.85 = 9.41

Выбираем НУГ т.к. технико-экономический показатель более высокий.

1.2 Расчёт толщины наносимого покрытия

Толщину покрытия, наносимого на наружные цилиндрические поверхности определяем по формуле:

h = U/2 + z1 + z2,

где h – толщина покрытия, мм; U – износ детали, мм; z1 – припуск на обработку перед покрытием, мм (ориентировочно 0.1…0.3 мм на сторону); z2 припуск на механическую обработку после нанесения покрытия, мм на сторону, (из таблицы)

h = 0.02/2 + 0.2 + 0.6 = 0.81 мм

2. Технологические расчёты при проектировании процессов восстановления деталей

Процесс восстановления условно делим на два этапа. На первом этапе восстанавливаем геометрические размеры детали способом наплавки в среде защитного газа. На втором производим последующую механическую обработку нанесённого покрытия.

2.1 Расчёт параметров и выбор режима наплавки

Принятые режимы операций (особенно нанесение покрытий) существенно влияют на ресурс восстановленных деталей. Поэтому они должны обеспечивать выполнение технических требований к детали, изложенных на ремонтном чертеже. Параметры режимов нанесения покрытий различными способами приведены в справочной литературе. В данной работе будут рассчитаны основные параметры режимов нанесения покрытий: сила тока, скорость наварки, частота вращения детали, скорость подачи проволоки и другие.

Основные параметры режимов наплавки определяем по следующим формулам:

Скорость наплавки

Vн = αн∙I/h∙s∙γ = 12∙150/0.81∙2.5∙7.85 = 51 м/ч,

Частота вращения детали

nд = 1000∙Vн/60∙π∙d = 1000∙51/60∙3.14∙0.04 = 106 об/мин,

Скорость подачи проволоки

Vпр = 4∙ αн∙I/π∙dпр2∙γ = 4∙12∙150/3.14∙1.22∙7.85 = 25.9 м/ч,

Шаг наплавки S = (2-2.5)dпр = 2.4-3 мм/об,

Вылет электрода δ = (10-12)dпр = 12-14.4 мм,

Смещение электрода l = (0.05-0.07)d = 2-2.8 мм,

Где αн – коэффициент наплавки, г/Ач (при наплавке постоянным током обратной полярности αн = 11…14); h – толщина наплавленного слоя, мм; γ – плотность электродной проволоки, г/см3 (γ = 7.85); dпр – диаметр электродной проволоки, мм; I – сила тока, А; d – диаметр детали, мм.

2.2 Расчёт параметров и выбор режимов механической обработки покрытий

Механическую обработку восстановленной поверхности детали выполняем шлифованием.

При обработке восстановленных поверхностей шлифованием с продольной подачей принимаем глубину шлифования 0.005…0.15 мм/проход для чистовой и 0.1…0.025 мм/ проход для черновой обработки.

Определяем число проходов

i = zz/t = 0.7/0.1 = 7 (черновое), 0.08/0.01 = 8 (чистовое);

где zz – припуск на шлифование (на сторону), мм

Продольная подача

S = Sд∙Вк = мм/об.

где Sд – продольная подача в долях ширины круга на один оборот детали;

Вк – ширина шлифовального круга, принимаем Вк = 20 мм.

Продольную подачу для чернового шлифования восстановленных поверхностей деталей диаметром 40 мм принимаем 0.6Вк = 1.2 мм. Для чистового шлифования принимаем 0.2Вк = 0.4 мм.

Окружную скорость Vд детали для чернового шлифования принимаем 60 м/мин, для чистового – 4 м/мин.

Скорость продольного перемещения стола определяем по формуле:

Vст = S∙nд/1000 = 1.2∙60/1000 = 0.072 м/мин (черновое), 0.4∙4/1000 = 0.0016 м/мин (чистовое) .

2.3 Составление маршрута технологического процесса и выбор оборудования

·          Моечная операция: мойку детали проводят на погружной моечной машине тупикового типа, марки ОМ-5287, в 12%-ом растворе каустической соды.

·          Дефектовочная, промеряют размеры и определяют износы. Стол дефектовщика ОРГ-1468.

·          Токарная. Обработка поверхности, до выведения следов износа, станок токарно-винторезный 1К62.

·          Наплавочная, восстановление шлицевой поверхности, сварка под слоем флюса. Выпрямитель ВД-201У3. Станок ПДГ-312УЗ. Поверхность 1.

·          Наплавочная. Восстановление поверхности под ступицу, наплавка под флюсом, поверхность. Станок тот же (см. п. 4).

·          Наплавочная, восстановление шпоночного паза под слоем флюса, поверхность. Станок тот же (см. п. 4).

·          Токарная, обтачивание поверхности. Станок токарно-винторезный 1К62.

·          Токарная, обтачивание поверхности. Станок токарно-винторезный 1К62.

·          Фрезерная, фрезерование шлицевых пазов, поверхность. Станок горизонтально-фрезерный 6М12ПБ.

·          Фрезеровальная, фрезеровать шпоночный поз, поверхность. Станок горизонтально-фрезерный 6М12ПБ.

·          Шлифовальная, шлифовать поверхность. Станок шлифовальный 3М151.

·          Контрольная, стол дефектовщика ОРГ.

3. Выбор оборудования, оснастки и материалов для восстановления детали.

3.1 Выбор оборудования и оснастки для восстановления детали

Выбор оборудования производим исходя из следующих условий:

1) Оборудование должно обеспечивать формирование восстановленных поверхностей, соответствующих техническим требованиям;

2) Габаритные размеры оборудования должны соответствовать габаритным размерам восстанавливаемой детали;

3) Использование выбранного оборудования должно быть наиболее эффективным по сравнению с другим.

Выбор технологической оснастки производим на основе анализа возможности реализации технологического процесса при выполнении технических требований к детали, технических возможностей оснастки, а также конструктивных характеристик детали и восстанавливаемых поверхностей и др.

Выбор оборудования и технологической оснастки производим по каталогам.

Таблица 4

3.2 Выбор и определение нормы расхода материала

По своему назначению материалы для восстановления деталей подразделяются на основные и вспомогательные. При дуговой наплавке применяем плавленые и керамические флюсы и их смеси. Выбираем проволоку стальную сварочную для наплавки марки Нп-30ХГСА.

Рассчитаем норму расхода основных и вспомогательных материалов по типовому технологическому процессу, путём перерасчёта к конкретной детали.

4. Определение норм времени выполнения операций восстановления детали

4.1 Нанесение покрытий

Норму времени Тн на выполнение наплавочных работ определяем по формуле

Тн = То + Твс + Тдоп + Тпз/n = (0.126 + 3 + 0.44 + 20)/10 = 2.35 мин,

Где То – основное время наплавки, мин;

Твс – вспомогательное время наплавки, мин;

Тдоп – дополнительное время наплавки, мин;

Тпз – подготовительно-заключительное время, мин;

n – количество наплавляемых деталей в партии, шт. n = 7…22 шт.;

Основное время наплавки определяем по формуле:

То = πdl/1000VнS = 3.14∙40∙65/1000∙25.9∙2.5 = 0.126 мин,

Где l – длина наплавляемой поверхности, 65 мм;

D – диаметр детали, 40 мм;

Vн – скорость наплавки, 25.9 м/ч;

S – шаг наплавки, 2.5 мм/об.

Вспомогательное время наплавки принимаем 3 мин.

Дополнительное время определяем по формуле:

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5