Проектирование технологического процесса восстановления

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

3

НиРМ. КР 00.00.00 ПЗ

 Разраб.

Реунов А.А.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 Провер.

Хрянин В.Н.

 Реценз.

 

 Н. Контр.

 

 Утверд.

 

 

Распределительный вал

Лит.

Листов

 

НГАУ ИИ гр. 3412

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

 

НиРМ КР 00.00.00 ПЗ

Оглавление

Введение………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………......3

1. Анализ технического состояния восстанавливаемой детали…………………………………………….4

1. Условия работы детали в сборочной единице5

2. Анализ дефектов, технических требований и определение категории технологической сложности восстанавливаемой детали 6
3. Разработка ремонтного чертежа восстанавливаемой детали………………………………….………..7

2. Разработка технологического процесса восстановления детали…………………………………...8

1. Анализ базовых и альтернативных технологических процессов восстановления распределительного вала двигателя КАМАЗ 740.13-240……………………………….……………………...8
2. Разработка структуры маршрутно-технологического процесса восстановления распределительного вала двигателя КАМАЗ 740.13-240…………………………………………………….12
3. Оформление карт технологического процесса……………………………………………………………………….…15
4. Технологическая последовательность операций восстановления распределительного вала двигателя КАМАЗ 740.13-240……………………………….……………………………………………………..15
5. Шлифовальная операция………………………………………………………………………………………………………………………….16
6. Полировальная операция…………………………………………………………………………………………………………………………17

Заключение……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

Список используемой литературы……………………………………………………………………………………………………………………………...

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Восстановление автомобильных  деталей стало одним из важных показателей хозяйственной деятельности крупных ремонтных и специализированных предприятий. Создана фактически новая отрасль производства – восстановление изношенных деталей.

Техническая и экономическая  эффективность восстановления деталей  следует из того, что по ряду наименований наиболее металлоемких и дорогостоящих  деталей потребление восстановленных значительно больше, чем потребление новых запасных частей.

В современных экономических  условиях, когда основная часть парка  автотракторной техники выработала нормативный срок службы, проблема ремонта изношенной техники на основе использования восстановленных  деталей становится всё более  актуальной.

Экономическая эффективность  восстановления деталей объясняется  не только  сложной экономической  обстановкой, но и большими резервами  в экономической сфере, о чем  свидетельствует опыт развитых капиталистических  стран Западной Европы, Англии и  США, в которых  производству восстановления деталей уделяют большое внимание.  Следовательно, техническая и экономическая целесообразность восстановления деталей объясняется не бедностью, а высокой экономической выгодой, которая может быть чрезвычайно привлекательной при использовании современных технологий. Однако для применения достижений научно-технического прогресса необходимо  владеть не только соответствующей  информацией, но и методологией проектирования  технологических процессов восстановления и упрочнения деталей машин.

Для восстановления изношенных деталей требуется намного меньше затрат материалов, трудовых и энергетических ресурсов по сравнению с изготовлением новой детали. Однако ресурс восстановленной детали не всегда соответствует требованиям, предъявляемых к новой детали. Несмотря на это встречаются примеры восстановленных деталей, ресурс которых превышал ресурс новых деталей.

В настоящее время ведутся  разработки способов восстановления деталей, которые сводили бы к минимуму затраты, а также повышали срок службы детали, механизма в целом.

 

 

 

 

1. Анализ технического состояния восстанавливаемой детали.
1. Условия работы детали в сборочной единице

 

Распределительный вал изготавливают из цементируемых сталей с последующей закалкой ТВЧ. Распределительный вал служит для своевременного открытия клапана и подачи топливной смеси или выпуска отработавших газов. В современных автомобилях распределительный вал устанавливается в головке блока цилиндров. В прошлом же была распространена схема с нижним расположением распределительного вала, устанавливаемом непосредственно в блоке цилиндров.

Состояние распределительного вала во многом влияет на технико-экономические  и эксплуатационные показатели автомобиля. Изнашивание опорных шеек, кулачков вызвано действием на них сил трения. Смятие паза шпонки происходит при действии на него срезающего момента. Появление трещин и обломов связано с работой распределительного вала в условиях вибрационных нагрузок. Все эти силы и нагрузки задают жесткие требования к изготовлению и ремонту распределительного вала.

Работа автомобиля сопровождается постоянным изменением нагрузки, действующей  на основные агрегаты, узлы, механизмы, детали, в том числе и на распределительный  вал. Работа распределительного вала в неустановившемся режиме влечет к повышенному износу восстанавливаемых поверхностей.

Температурные режимы работы распределительного вала устанавливаются  температурой масла в двигателе, которая при работе автомобиля с полной нагрузкой не превышает 70-80°С.. Такая температура практически не влияет на скорость изнашивания восстанавливаемых поверхностей.

 

 

 

 

 

2. Анализ дефектов, технических требований и определение категории технологической сложности восстанавливаемой детали

Дефект №1. Трещины или обломы.

Дефект №2. Износ промежуточных  опорных шеек.

Дефект №3. Износ задней опорной  шейки.

Таблица 1. Уровни показателей  технологической сложности устранения дефектов

ПTi	Уровни ПTi	Признаки технологической  сложности
ПТ1-сложность создания припуска для компенсации износа	0,0	Наличие стандартного ремонтного размера
	0,5	Восстановление путём  постановки ДРД или механической обработки под свободный ремонтный размер либо под номинальный размер при создании припуска за счёт ремонтного допуска детали
	1,0	Восстановление под номинальный  размер при создании припуска путём  нанесения металлопокрытия
ПТ2-сложность базирования детали при механической обработке	0,0	Наличие и возможность  использования технологических  баз, применяемых при изготовлении детали (валы с центровыми отверстиями).
	0,5	Ориентация восстанавливаемой  поверхности задана относительно поверхностей, расположенных в одной плоскости
	1,0	Ориентация восстанавливаемой  поверхности задана относительно поверхностей, расположенных в разных плоскостях (корпусные детали, шатунные шейки коленчатых валов и т.п.).
ПТ3- характеризует относительную сложность альтернативных способов устранения дефекта	0,0	Для  дефекта,   который  может  быть  устранён способом, принятым в базовом ТПВ
	0,5	Для дефектов, устранение которых  по технико-экономическим   критериям   по   сравнению   с базовым  способом является неопределённым
	1,0	Для дефектов, устранение которых  требует дополнительных исследований или приобретение нового оборудования
ПТ4 -отражают требования к точности размера	0,0	Для поверхностей, не подлежащих механической обработке или с  точностью выше 12 квалитета
	0,5	Для поверхностей с точностью  в пределах от 6-го до 12 квалитета
	1,0	Для поверхностей с точностью  до 6 - го квалитета
ПТ5 –отражает требования к шероховатости поверхности	0,0	Для поверхностей, не подлежащих механической обработке
	0,5	Для поверхностей, обрабатываемых лезвийным инструментом
	1,0	Для поверхностей, обрабатываемых шлифованием и полированием
ПТ6-отражает требования к сопротивлению усталости	0,0	При отсутствии требований к сопротивлению усталости
	0,5	При запасе прочности по сопротивлению усталости равной 1,0. ..2,5
	1,0	При запасе прочности более 2,5.
ПТ7 -отражает требования к износостойкости	0,0	При твёрдости приповерхностного  слоя равной твердости заготовки
	0,5	При твёрдости приповерхностного  слоя до 4000 МПа
	1,0	При твёрдости приповерхностного  слоя более 4000 МПа

 

После установления всех семи показателей  технологичности (ПТ), определяют величину коэффициента технологической сложности  устранения каждого дефекта (К_ТС) по формуле:

К_ТС = У_ТС(Ф) / У_ТС(max)      (1)   

где УТС(Ф) и УТС(max ) - уровень сложности устранения каждого дефекта соответственно фактический и максимально-возможный, которые определяются суммированием УТС(Ф) = ∑ПТ. Во всех случаях значения УТС(max ) равны семи баллам.

Таблица 2. Показатели технологической сложности устранения дефектов распределительного вала двигателя КАМАЗ 740.13-240

ПTi	Показатели  технологичности детали	Уровень  ПTi  для Дефектов
		№1	№2	№3
ПT1	сложность создания припуска для компенсации износа	-	0	0
ПT2	сложность базирования детали при механической обработке	-	0	0
ПT3	относительная сложность альтернативных способов устранения дефекта	-	0	0
ПT4	требования  к точности размеров	-	1	1
ПT5	требования  к шероховатости поверхности	-	1	1
ПT6	требования  к сопротивлению усталости	-	1	1
ПT7	требования  к износостойкости	-	1	1
Уровень технологической сложности дефекта УТС=∑ПТ		-	4	4
Коэффициент технологической сложности		-	0,57	0,57
Группа сложности детали		-	II	II

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вывод: распределительный вал с данными дефектами относится к категории средней технологической сложности, поэтому его восстановление возможно только на специализированном предприятии.

 

 

II. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ВОССТАНОВЛЕНИЯ

1. Выбор оптимального способа восстановления изношенной поверхности детали

Выбор способа восстановления это  ключевой момент технического решения, от которого зависит вся структура ТПВ детали.

На первом этапе производится формирование фонда альтернативных способов для устранения каждого дефекта.

Альтернативные способы выбирают на основе сопоставления технологических  возможностей способа применительно к параметрам конструкторско-технической характеристики детали:

- материал детали;

- форма и тип поверхности;

- наименьший допустимый диаметр (для цилиндрических поверхностей);

- прочность сцепления компенсационного слоя с основой детали.

На втором этапе производится выбор проектного способа для устранения каждого дефекта из числа альтернативных способов. Формирование фонда альтернативных способов производят на основе патентного поиска и анализа литературных источников с представлением краткого аналитического обзора.  

  Решение о выборе проектного  способа устранения каждого дефекта  детали из числа альтернативных, производится по формуле:

К_д=f(К_и, К_в, К_сц)        (2)

Таблица 3. Технологические  способы восстановления распределительного вала.

Характеристика	Условные обозначения  способов восстановления
	Х	Ж	ЭКП
Виды металлов и сплавов, по отношению к которым применим способ	Сталь, ковкий и серый чугун	Сталь, ковкий и серый чугун	Все материалы
Виды поверхностей, по отношению к которым применим способ	Наружные и внутренние цилиндрические
Минимальный наружный диаметр поверхности, мм	5	12	10
Минимальная толщина наносимого покрытия, мм	0,05	0,1	0,1
Максимальная  толщина наносимого покрытия, мм	0,3	1,5	1,5
Применимость  способа, по отношению к деталям, испытывающим знакопеременные нагрузки	Применим	Применим	Применим

 

Проанализировав способы восстановления деталей, их применимость к восстанавливаемой детали, а так же соответствие получаемой при использовании этих способов минимальной толщине наносимого покрытия, выбираем три наиболее подходящих способа: хромирование, железнение, электроконтактная наплавка.

Выберем наиболее оптимальный из этих трех способов по формуле (2):