Ориентировочная величина вылета:
(7.1.11)
Толщина флюса равна 25–35 мм и зависит от тока наплавки.
Для предупреждения стекания металла и лучшего формирования наплавленного металла электродную проволоку смещают «от зенита» детали в сторону, противоположную направлению её вращения. Величина смещения электрода «от зенита» зависит от диаметра детали и находится в пределах 15 – 40 мм.
Выбирая род тока, следует учитывать экономические и эксплуатационные преимущества переменного тока перед постоянным. Однако детали небольших размеров лучше наплавлять постоянным током обратной полярности.
7.2 Расчёт режима вибродуговой наплавки
Вибрация электрода обеспечивает устойчивое горение дуги при низком напряжении источника тока и позволяет получить тонкие наплавленные слои (0,5 – 3,0 мм) на деталях небольшого диаметра с высокой твёрдостью (до 62 HRC) без последующей термообработки.
Марка электродной проволоки выбирается в зависимости от требуемых свойств наплавленного слоя: твёрдости, износостойкости и условий работы детали. С увеличением содержания углерода в проволоке твёрдость наплавленного слоя возрастает, вместе с этим увеличивается вероятность образования трещин. Применение проволок, легированных марганцем, кремнием, никелем и др., повышает износостойкость наплавленного слоя.
Выбираем марку электродной проволоки Св-08 с пределами твёрдости 180 – 300 НВ.
Выбор диаметра электродной проволоки начинается с определения наплавленного слоя по формуле (7.1.1).
Припуск на механическую обработку детали целесообразно принимать в пределах 0,6 – 1,2 мм, на величину предварительной обработки – 0,2 – 0,4 мм. С увеличением твёрдости наплавленной поверхности и уменьшением величины износа припуск на механическую обработку необходимо снижать.
Примем δ0 = 0,6 мм., δпр = 0,2 мм.
Толщина наплавленного слоя:
Диаметр электродной проволоки dэл=1,8 мм.
Ширина наплавленного слоя определяется по формуле (7.1.2):
Ток наплавки рассчитывается по формуле (7.1.3).
Плотность тока выбирается в пределах 50 – 75 А/мм2, причём меньшие значения следует выбирать для больших диаметров электродов. При диаметре проволоки до 2,0 мм плотность тока составляет 60 – 75 А/мм2, свыше 2,0 – 50 – 60 А/мм2.
Напряжение дуги обычно принимается 12 – 22 В. С повышением его увеличивается длительность горения дуги в каждом цикле вибрации и возрастает нагрев детали. При этом снижается твёрдость наплавленного металла, уменьшается неравномерность твёрдости по площади наплавленной поверхности и увеличивается производительность процесса.
Напряжение дуги определяется по формуле (7.1.4):
Скорость подачи определяется пол формуле (7.1.5), коэффициент расплавления электродной проволоки сплошного сечения выбирается в пределах 8 – 12 г./А ∙ ч, формула (7.1.6):
На качество восстанавливаемого слоя влияет шаг наплавки, который определяется шириной наплавленного валика и зависит от напряжения дуги:
(7.2.1)
Скорость наплавки:
(7.2.2)
где Кп – коэффициент перехода электродного металла в наплавленный,
а – коэффициент, учитывающий отклонение площади наплавленного валика от площади прямоугольника, а = 0,7;
Коэффициент перехода электродного металла в наплавленный определяется по формуле:
(7.2.3)
где Ψ – коэффициент потерь электродного металла, Ψ = 10%;
При выборе скорости наплавки следует иметь ввиду, что между скоростью подачи электродной проволоки и скоростью наплавки должно быть выдержано соотношение Vэл/ Vн, равное 1,5 – 2,5. Данное требование выполняется: Vэл/ Vн = 86,23/58,02 = 1,5.
Амплитуда вибрации, мм, конца электродной проволоки:
(7.2.4)
Меньшим значениям напряжения на дуге соответствует и меньшая амплитуда вибрации электродной проволоки.
Вылет электрода устанавливается в пределах 10 – 12 мм.
Индуктивность сварочной цепи образуется за счёт собственной индуктивности источника питания и внешней индуктивности сварочной цепи. Так как собственная индуктивность применяемых выпрямителей и генераторов мала, то в цепь включают дополнительную индуктивность.
В качестве индуктивного сопротивления можно применять дроссели РСТЭ-24 L = 0,12 Гн.
Наплавка производится на постоянном токе обратной полярности источниками с жесткой внешней характеристикой.
Для защиты наплавленного металла применяют жидкость, углекислый газ и флюс. Жидкость, подаваемая в хвостовую часть сварочной ванны. Хорошо ионизирует зону горения дуги и обеспечивает быстрое охлаждение детали, в результате чего деформация детали и размеры зоны термического влияния минимальны, а твёрдость и износостойкость наплавленного металла наиболее высоки. Недостатком применения жидкости является низкая усталостная прочность восстановленной детали, что обусловлено появлением пор, трещин и структурной неоднородности наплавленного слоя.
В качестве охлаждающей жидкости рекомендуется различные водные растворы, хорошо ионизирующие зону наплавки:
– водные раствор, содержащий 5% кальцинированной соды, 1% хозяйственного мыла и 0,5% глицерина;
– водный раствор, содержащий 20 – 30% глицерина и др.
При наплавке деталей из средней – и высокоуглеродистых и легированных сталей расход жидкости составляет 0,3 – 0,5 л/мин, для низкоуглеродистых – 1 л/мин и более. При наплавке тонкостенных деталей малых диаметров расход жидкости может находиться в пределах 3 – 5 л/мин.
Выполнив расчёт режимов двух автоматических наплавок: под плавленым флюсом и вибродуговой, проанализировав полученные значения скорости наплавки Vн, приходим к выводу, что экономичнее и эффективнее устранить износ поверхности детали с помощью наплавки имеющей большую скорость по величине, т.е. по средствам автоматической вибродуговой наплавки, при которой расчётное значение скорости Vн равно 104,4 м/ч.
8. Механическая обработка под размер
При этом способе ремонта деталь в результате механической обработки получает новый размер, отличающийся от первоначального (номинального) размера по рабочему чертежу, правильную геометрическую форму и требуемую шероховатость поверхности. Этот новый размер детали носит название ремонтного, и он может быть больше или меньше номинального.
Припуск на механическую обработку под размер подбираем исходя из геометрических размеров детали и величины износа обрабатываемой поверхности: δ0 = 0,6 мм.
Губину резания принимаем равной припуску на механическую обработку под размер: t = 0,6 мм.
Исходной величиной подачи при черновом фрезеровании является подача на один зуб Sz = 0,2 мм.
Скорость резания – окружная скорость фрезы, м/мин [8],
где Сv – константа, зависящая от вида обработки, свойств инструментального и обрабатываемого материалов, Сv = 332 мм;
D – диаметр фрезы, D = 90 мм;
T – период стойкости, Т = 180 мм;
Sz – подача на один зуб, Sz = 0,2 мм;
В-ширина фрезерования, В = D/(1,25 – 1,5) = 90/1,25 = 72 мм;
Z – число зубьев фрезы, Z = 16;
Kv – общий поправочный коэффициент на скорость резания, учитывающий фактические условия резания;
показатели степени:
q = 0,2;
m = 0,2;
х = 0,1;
у = 0,4;
u = 0,2;
p = 0.
Общий поправочный коэффициент на скорость резания, учитывающий фактические условия резания Kv определяется по формуле [8]:
где Кмv – коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала, Кмv = 1;
Кпv – коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки Кпv = 1;
Киv – коэффициент, учитывающий материал инструмента, Киv = 1,5;
Частота резания определяется по формуле (6.3), об/мин:
Контроль размера поверхности после проведенной наплавки и механической обработки производится линейкой или штангенциркулем, полученное значение сопоставляется с номинальным. В случае несоответствия, деталь подвергается повторной наплавке с последующей механической обработкой под размер и вновь контролируется.
9. Расчёт технологической себестоимости при автоматической наплавке под флюсом
На этапе нормирования технологического процесса устанавливают исходные данные, необходимые для расчетов норм времени и расхода материалов; производят расчет и нормирование затрат труда, норм расхода материалов, необходимых для реализации технологического процесса; определяют разряд работ и профессий исполнителей для выполнения операций в зависимости от этих работ.
Для решения данных задач используют нормативы времени, расхода и цены материалов.
Имеется несколько методов определения себестоимости: бухгалтерский, поэлементный расчетный и поэлементный нормативный.
Наиболее точным является поэлементный метод расчета всех составляющих себестоимости. При этом затраты, которые остаются неизменными в сравниваемых вариантах (на зарплату общецехового персонала, амортизацию зданий, сооружений и т.д.), можно не учитывать. Такая неполная себестоимость называется технологической и имеет следующий состав:
(9.1)
где Смат – затраты на основные и сварочные материалы, (сталь и другие сплавы, идущие на изготовление деталей, электроды, защитный газ и др.);
ФОТ – фонд оплаты труда, (основная и дополнительная заработная плата и отчисление на социальные нужды);
Сэ – расходы на электроэнергию, затраченную на технологические нужды;
Сам – отчисления на амортизацию оборудования;
Сэл – стоимость электродных материалов (электроды, проволока), руб.;
Сф – стоимость флюса, необходимого на автоматическую наплавку под флюсом;
Ст.р – расходы на содержания и текущий ремонт оборудования.
Основное время определяется по формуле, ч.:
(9.2)
где l – количество проходов валика;
(9.3)
где D = 240 мм;
d = 110 мм;
b = 4 мм;
Масса наплавленного металла при автоматических способах наплавки деталей, гр.:
(9.4)
где t0 – основное время наплавки, мин;
dэл – диаметр электрода, мм;
Vэл – скорость подачи электрода, м/ч;
ρ – плотность металла шва, ρ = 7,8 г/см3;
Масса электродной проволоки, расходуемой для автоматической наплавки, г.:
(9.5)
где Ψ – коэффициент потерь металла сварочной проволоки на угар и разбрызгивание, Ψ = 1 – 3%;
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5
