Разработка технологического процесса восстановления шатуна автомобиля ЗИЛ-130

3

Министерство  образования

Российской  Федерации

 

Вологодский государственный

технический университет

 

 

 

Факультет: ПМ

 Кафедра:  А и АХ

Дисциплина: ТП и РА

 

 

 

РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ  ЗАПИСКА

 

К КУРСОВОЙ РАБОТЕ

 

Тема: Разработка технологического процесса

 восстановления шатуна автомобиля ЗИЛ-130

 

 

 

 

                                                                          Выполнил: ст. гр. МАХ-53                                                        Блинов С. А.

                                                                        Проверил: Дажин В. Г.

 

 

 

 

г. Вологда

2002 г.

Содержание

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

В настоящее время  авторемонтное производство является достаточно крупной отраслью промышленности, наряду с автомобилестроением призвано удовлетворять растущие потребности народного хозяйства страны в автомобилях, агрегатах, деталях. Благодаря ремонту срок службы автомобилей значительно повышается, а парк автомобилей, участвующих в транспортном процессе, намного увеличивается. Вторичное использование деталей с допустимым износом и восстановление изношенных деталей, узлов и механизмов, способствует успешному решению проблемы снабжения автохозяйств и ремонтных предприятий запасными частями и даёт большую экономию различных материалов.

Основная задача курсовой работы по дисциплине "Основы технологии производства и ремонта автомобилей" является закрепление, углубление и обобщение теоретических знаний, полученных из лекционного курса, а также приобретение навыков  проектирования технологических процессов восстановления деталей автомобиля и пользования ГОСТами, нормативной и другой справочной литературой.

 

1. РАЗРАБОТКА И РАСЧЕТ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО                  ПРОЦЕССА ВОССТАНОВЛЕНИЯ ДЕТАЛИ

1.1. Исходные данные

 

Исходными данными для  разработки технологического процесса являются:

• рабочий чертёж детали с технологическими требованиями на её изготовление;
• производственная программа;
• карта технологических требований на дефектацию детали;
• каталоги и справочники по используемому оборудованию и технологической оснастке.

1.2. Анализ условий работы детали

 

В процессе работы двигателя  шатуны испытывают значительные знакопеременные нагрузки. При движении поршня во время рабочего хода и такта сжатия шатун сжимается силами давления газов, воспринимаемыми поршнем. Силы инерции поршня стараются оторвать поршень от шатуна, а значит – растянуть шатун. При нормальных условиях работы износа шатуна не происходит. При отсутствии смазки или её низком качестве может произойти схватывание, а в следствии этого – проворачивание верхней втулки или вкладышей, что приводит к задирам нижней и верхней головки шатуна. Износ верхней головки шатуна может происходить из-за частой замены верхней втулки. Шероховатость поверхности отверстий головок шатунов Ra=0,63¸0,40 мкм.

Материал шатуна –  сталь 40 Р, твёрдость материала шатуна НВ 217¸248.

1.3. Технические условия на контроль-сортировку

 

Технические условия  на контроль-сортировку приводятся в  карте технических требований на дефектацию детали. В карте дефектации указаны дефекты, размеры (номинальный, допустимый без ремонта и допустимый для ремонта), а также необходимые технические воздействия. Схема шатуна с указанием мест и значение размеров контроля и дефектовки представлена на чертеже. При контроле детали, поступившей в капитальный ремонт проверяются следующие параметры:

• уменьшение расстояния между осями верхней и нижней головки, контролируется шаблоном 184,5 мм, бракуется при размере менее 184,5 мм;
• изгиб и скручивание шатуна. В случае непараллельности и отклонения от положения более 0,04 мм на длине 100 мм ремонтировать правкой. Браковать при изгибе или скручивании, неисправимых правкой;
• износ отверстия верхней головки шатуна под втулку. При размере более 29,53 мм производят растачивание до ремонтного размера 29,75^+0,023 мм;
• деформация или износ отверстия нижней головки шатуна. При размере более 69,512 мм ремонтируется.
• износ торцов нижней головки. Бракуется при размерах менее 28,5 мм. Причины возникновения дефектов указаны в п. 1.2.

1.4. Маршрут восстановления детали

 

Согласно карте дефектации во время капитального ремонта восстанавливаются лишь отверстия верхней и нижней головки и изгиб шатуна. Поэтому маршрут восстановления детали один.

1.5. Способы устранения дефектов

 

Изгиб или скручивание шатуна проверяется  на универсальной установке для  проверки и правки шатунов. Если шатун  имеет недопустимый изгиб, то нужно  не снимая его с прибора править скобой до устранения дефекта. Если шатун скручен, то нужно не снимая его с прибора править при помощи винтового приспособления до устранения скручивания. Далее шатун нагревается в электропечи-ванне до температуры 450¸500 °С, для снятия напряжений, и выдерживается при этой температуре в течении часа, затем охлаждается на воздухе. После ремонта шатун должен удовлетворять следующему условию: параллельность осей отверстий верхней и нижней головки и отклонение от положения их в одной плоскости не более 0,04 мм на длине 100 мм.

Износ отверстия в верхней головки  шатуна устраняется расточкой до ремонтного размера втулки (29,75^+0,023 мм) с использованием токарного станка типа 1М61.

Износ отверстия нижней головки  шатуна устраняется железнением  с последующим шлифованием и хонингованием до номинального размера.

Положительными особенностями  этого способа является:

а). Высокая скорость осаждения  металла на поверхность;

б). Возможность ремонта деталей  с износом более 0,15 мм.

Процесс нанесения покрытия включает в себя три группы операций: подготовка деталей, нанесение покрытия, обработка покрытия детали.

Подготовка включает механическую обработку: чистовое растачивание с целью исправления геометрических параметров изношенной поверхности. Далее идёт предварительное обезжиривание с промывкой в проточной воде и анодное травление. Анодное травление способствует повышению прочности сцепления покрытий с восстанавливаемой поверхностью.

Нанесение покрытия осуществляется безванным способом в холодном электролите на асимметричном токе. Обработка детали после железнения включает: промывку деталей в проточной воде, сушку и механическую обработку (шлифование и хонингование до требуемого размера).

1.6. План рациональной последовательности  и содержание технологических  операций

 

При составлении технологического маршрута необходимо учитывать следующие требования:

• одноимённые операции по всем дефектам маршрута должны быть объединены;
• каждая последующая операция должна обеспечить сохранность качества работы поверхностей детали, достигнутую при предыдущих операциях;
• в начале должны идти подготовительные операции, затем восстановительные, кузнечные, слесарно-механические, шлифовальные и доводочные.

План рациональной последовательности принимаем следующий:

1). Моечные операции.

2). Контрольные операции.

3). Слесарно-механическая операция (правка шатуна).

4). Расточная операция (тонкая расточка) отверстия в  верхней головке шатуна под  втулку ремонтного размера.

5). Расточная операция (чистовая расточка отверстия  в нижней головке шатуна для  исправления геометрии).

6). Гальваническая операция (нанесение покрытия на поверхность отверстия в нижней головке шатуна).

7). Шлифовальная операция (шлифовка восстановленного отверстия  до номинального размера с учётом припуска на хонингование).

8). Хонинговальная операция (хонингование отверстия до номинального размера).

9). Контрольная операция.

1.7. Выбор технологических баз

 

Базовые поверхности  следует выбирать с таким расчётом, чтобы при установке и замене деталь не смещалась с приданного местоположения и не деформировалась под воздействием сил резания и усилий закрепления. При выборе баз необходимо учитывать:

• по возможности выбирать те базы, которые использовались при изготовлении детали;
• базы должны иметь минимальный износ;
• базы должны быть жёстко связаны точными размерами с основными поверхностями детали, влияющими на работу в сборочной единице.

При механической обработке  кривошипной головки шатуна базой  является торцовая поверхность кривошипной  головки и отверстие в верхней  головке шатуна (рис. 1.1). При износе этой поверхности она должна быть восстановлена. При правке шатуна используют универсальное приспособление и базовым является отверстие в верхней головке шатуна.

 

Рис. 1.1. Схема базирования

 

При обработке, для того, чтобы лишить шатун подвижности  используют призмы и опору на плоскость базовой поверхностью. При использовании этой схемы обеспечивается достаточная неподвижность детали и отсутствие деформации при закреплении.

1.8. Выбор оборудования, режущего  и измерительного инструмента

 

При выборе оборудования для каждой технологической операции необходимо учитывать назначение обработки, габаритные размеры деталей, размер партии обрабатываемых деталей, расположение обрабатываемых поверхностей, требования к точности и качеству обрабатываемых поверхностей.

Для обработки деталей, восстанавливаемых гальванопокрытиями, чаще всего применяют абразивную обработку.

Для проверки и правки используется универсальное приспособление. Изгиб правится скобой до устранения дефекта, при скручивании шатун  правится при помощи винтового приспособления. Для контроля используют набор щупов 0,01¸0,45 мм.

Для предварительного чистового  растачивания используем токарный станок 1М61 с применением приспособления для центровки нижней головки шатуна. Характеристики станка приведены в табл. 1.1. Для расточки используется расточной резец 2140-0001 ГОСТ 18882-73 с углом в плане g=60° с пластинами из твёрдого сплава Т15К6. Размеры контролируются индикаторным нутромером с ценой деления 10 мкм и пределами измерений 50¸100 мм.

После восстановления железнением  деталь подвергается абразивной обработке до номинального размера. Для шлифования используется токарный станок 3А228 с использованием шлифовального круга вместо резца и приспособления для центровки нижней головки шатуна.

Таблица 1.1

Краткая характеристика станка 1М61

Характеристика	Единицы  измерения	Значение
Максимальный диаметр  обрабатываемой детали над станиной	мм	320
Число оборотов шпинделя	об./мин.	12,5¸2000
Подача суппорта:
продольная	мм/об.	0,08¸0,19
поперечная	мм/об.	0,04¸0,95
Количество ступеней подач суппорта	-	24
Мощность электродвигателя	кВт	3

Таблица 1.2

Краткая характеристика станка 3А228

Характеристика	Единицы  измерения	Значение
Диаметр обрабатываемых отверстий:
наименьший	мм	20
наибольший	мм	200
Наибольшая длина шлифования	мм	125
Пределы рабочих подач  стола	м/мин	2¸10
Пределы чисел оборотов изделия	об./мин.	180¸1200
Пределы чисел оборотов шлифовального круга	об./мин.	8400¸24400
Пределы поперечных подач  изделия	мм/мин.	0,05¸1,2
Наибольшие размеры  шлифовального круга	мм	80´50
Мощность электродвигателя	квт	8,275

 

При внутреннем шлифовании используют шлифовальный круг типа переключения передач диаметром 50 мм, высотой 30 мм и зернистостью 40¸10, материал круга 4А20СМ28К5/ПСС4015. при контроле отверстия используется нутромер индикаторный, цена деления 10 мкм, пределы измерений 50¸100 мкм.