Разработка технологического процесса восстановления толкателя клапана газораспределительного механизма

Деталь  наплавляется проволокой диаметром 1,2 – 1,5 мм марок      С_в–0,8, С_в–10А, Н_п–30, Н_п–40 и др., а из легированных сталей – марок                С_в–18ХГСА, Н_п–30ХГСА, порошковыми проволоками марок ПП–3Х2В8, ПП–Х42ВФ и др.

 

Рекомендуемый режим наплавки (табл. 8 [1]):

диаметр наплавляемой поверхности 20-30 мм, 

толщина слоя 1,0 – 1,2 мм,

сила тока 85-110 А,

скорость  наплавки 40-45 м/ч,

смещение  электрода 3-5 мм,

шаг наплавки 2,8-3,2 мм/об,

вылет электрода 8-11 мм,

напряжение 19 – 20 В.

 

 

6.1.5. Токарная обработка.

 

Наплавленную  поверхность протачивают на токарно-винторезном  станке 1К624,  с припуском 0,5 мм на последующее шлифование.

Точение можно проводить инструментом из твердых сплавов Т15К6, Т5К10, ВК6, ВК8.

 

Рекомендуемые режимы токарной обработки (табл. 15 [1]):

скорость  резания 46,0 м/мин,

подача 0,2 мм/об,

глубина резания  1,0 мм.

 

 

6.1.6. Шлифование.

 

Шлифование выполняют на круглошлифовальном станке  3М152МВФ.

 

Обработка восстановленных поверхностей осуществляется в два этапа: черновое шлифование и чистовое шлифование.

 

Рекомендуемые режимы чернового шлифования (табл. 16 [1]):

глубина чернового шлифования 0,01...0,05 мм/проход,

продольная подача 0,7…1,2 мм/проход;

окружная скорость круга 25…30 м/с;

окружная скорость детали 10…15 м/мин.

 

Рекомендуемые режимы чистового шлифования (табл. 16 [1]):

глубина чистового шлифования принимается 0,008...0,01 мм/проход,

продольная подача 0,4…0,7 мм/проход;

окружная скорость круга 30…32 м/с;

окружная скорость детали 12…15 м/мин.

 

 

 

6.2. Выбор материала для восстановления  и последующей обработки детали.

 

 

6.2.1. Черновое шлифование перед наплавкой выполняем шлифовальным кругом электрокорунд зернистостью 40…50, твердостью СТ...СТ1, связка керамическая.

 

6.2.2. Наплавку производим в среде углекислого газа. Деталь наплавляем проволокой 30ХГСА, диаметр электродной проволоки 1,6 мм.

 

6.2.3. Для токарной обработки выбираем материал инструмента по табл. 15 [1]: материал режущей части резца Т15К6, геометрические параметры инструмента (угол резца: передний 5 - 10°, главный в плане 25°, вспомогательный в плане 15°, главный задний 8 - 10°, угол наклона главной режущей кромки 0°), радиус при вершине 1 мм.

 

6.2.4. Для шлифования детали после токарной обработки выбираем по табл. 16 [1]:

для чернового шлифования - шлифовальный круг нормальный электрокорунд, зернистость 40...50, твердость СТ...СТ1, связка керамическая,

для чистового шлифования - шлифовальный круг белый электрокорунд, зернистость 25...40, твердость СМ2...СМ1, связка керамическая.

 

 

6.3. Расчет режимов, в том числе предварительной и финишной механической обработки поверхностей.

 

 

Процесс восстановления деталей может быть условно разделен на два этапа. На первом этапе восстанавливают геометрические размеры детали выбранным способом нанесения на изношенную поверхность покрытия.

На втором этапе проводят последующую механическую обработку нанесенных покрытия.

 

 

6.3.1. Расчет параметров режимов нанесения покрытий

Сила тока при наплавке:

 

Силу  тока при наплавке определяют в зависимости  от диаметра детали по табл. 8 [1].

Сила  тока, при диаметре электродной проволоки 1,2 - 1,6 мм:

Шаг наплавки:

 

где: – диаметр электродной проволоки, .

Скорость наплавки:

где: - коэффициент наплавки, при наплавке постоянным током обратной полярности ;

- шаг наплавки;

- плотность электродной проволоки, г/см³ ( = 7,85 ).

Частота вращения детали:

 

где: – диаметр детали.

Скорость подачи проволоки:

 

Вылет электрода:

 

Смещение электрода:

 

 

 

6.3.2. Расчет параметров механической обработки.

 

Механическую  обработку восстановленных поверхностей деталей выполняют резанием резцами и шлифованием.

 

Частота вращения детали:

 

где: – скорость резания.

 

где: – коэффициент, учитывающий условия обработки;

- глубина резания, принимается равной припуску = z₂ = 0,7 мм;

- подача, по табл. 10 [1] 5 мм/об;

- стойкость инструмента, по табл. 13 [1]

Значения  коэффициентов С и показателей  степени x, y принимаются в зависимости от обрабатываемого материала. Для восстановленных деталей их можно принять как и для стальных деталей соответственно 41,7; 0,18; 0,27. Значение коэффициента m принимается по данным табл. 14[1], m = 0,125.

 

 

Число проходов при шлифовании:

 

где: – припуск на шлифование (на сторону),;

- глубина шлифования принимается  0,005...0,015 мм/проход для чистовой и 0,010...0,025 мм/проход для черновой обработки.

для черновой обработки:

 

для чистовой обработки:

 

Продольная  подача при шлифовании:

 

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

 – продольная подача в долях ширины круга на один оборот детали,

Продольная подача для чернового шлифования восстановленных поверхностей деталей более 20 мм – 0,6...0,7B_к. Для чистового шлифования   принимают 0,2...0,3B_к.

для черновой обработки:

 

для чистовой обработки:

 

 

Окружная  скорость при шлифовании:

 

Окружную  скорость детали V_д  для чернового шлифования принимают 20...80 м/мин, а для чистового – 2...5 м/мин.

 

Скорость  продольного перемещения стола:

 

для черновой обработки:

 

для чистовой обработки:

 

 

 

 

7. НОРМИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА И ОПРЕДЕЛЕНИЕ КВАЛИФИКАЦИИ РАБОТ.

 

 

7.1. Норма времени при восстановлении деталей способом электродуговой наплавки:

 

где:   – основное время, в течение которого происходит наращивание слоя металла заданной толщины на изношенные поверхности детали или его удаление в процессе механической обработки детали, мин;

– вспомогательное время, время выполнения комплекса подготовительных и заключительных (вспомогательных) переходов (операций), по табл. 21 [1] мин;

– дополнительное время, затрачивается на уход за рабочим местом и поддержание его в надлежащем состоянии в течение рабочей смены, на отдых, личные надобности и производственную гимнастику, мин;

– подготовительно-заключительное время, затрачиваемое на получение, ознакомление и сдачу работы, на подготовку оборудования и оснастки, на оформление документации на партию одноименных деталей, по табл. 22 [1] мин;

– количество деталей в партии, шт.

 

где:   – оперативное время;

- доля дополнительного времени от основного и вспомогательного, принимается 10…14 %.

 

 

где:   – длина наплавляемой поверхности с учетом захода и выхода электрода, по заданию 54,963 мм;

- скорость наплавки, м/мин;

- диаметр детали, с учетом износа мм;

- число проходов, ;

- шаг наплавки, мм/об.

 

 

 

 

 

7.2. Норма времени на токарную обработку:

 

где:   – основное время, в течение которого происходит удаление лишнего наращенного слоя металла в процессе механической обработки детали, мин;

– вспомогательное время, время выполнения комплекса подготовительных и заключительных (вспомогательных) переходов (операций), по табл. 23 [1] мин;

– дополнительное время, затрачивается на уход за рабочим местом и поддержание его в надлежащем состоянии в течение рабочей смены, на отдых, личные надобности и производственную гимнастику, мин;

– подготовительно-заключительное время, затрачиваемое на получение, ознакомление и сдачу работы, на подготовку оборудования и оснастки, на оформление документации на партию одноименных деталей, по табл. 22 [1] мин;

– количество деталей в партии, шт.

 

где:   – оперативное время;

- доля дополнительного времени от основного и вспомогательного, принимается 10…14 %.

 

 

где:   – длина обрабатываемой поверхности с учетом врезания и перебега режущего инструмента, мм;

- число проходов, ;

– частота вращения, ;

- подача, мм/об.

 

где:   – длина обрабатываемой поверхности, по заданию 54,963 мм;

  – длина врезания (принимают равной глубине резания), = 0,7 мм;

  – длина подвода и перебега инструмента, 2...5 мм;

  – длина проходов, 5...8 мм.

 

 

 

 

 

 

7.3. Норма времени на наружное шлифование:

 

где:   – основное время, в течение которого происходит удаление лишнего наращенного слоя металла в процессе механической обработки детали, мин;

– вспомогательное время, время выполнения комплекса подготовительных и заключительных (вспомогательных) переходов (операций), по табл. 27 и 28 [1] мин;

– дополнительное время, затрачивается на уход за рабочим местом и поддержание его в надлежащем состоянии в течение рабочей смены, на отдых, личные надобности и производственную гимнастику, мин;

– подготовительно-заключительное время, затрачиваемое на получение, ознакомление и сдачу работы, на подготовку оборудования и оснастки, на оформление документации на партию одноименных деталей, по табл. 33 [1] мин;

– количество деталей в партии, шт.

 

где:   – оперативное время;

- доля дополнительного времени от основного и вспомогательного, принимается 10…14 %.

 

 

где:   – длина обрабатываемой поверхности, по заданию 54,963 мм;

- число проходов, ;

– окружная скорость детали  для чернового шлифования принимают 20...80 м/мин, а для чистового – 2...5 м/мин;

- продольная подача на 1 оборот детали, для черновой обработки: мм/об, для чистовой обработки: мм/об;

- коэффициент  зачистных ходов, 

 

 

 

 

 

8. РАСЧЕТ ЗАТРАТ НА ВОССТАНОВЛЕНИЕ ДЕТАЛИ.

 

Затраты на восстановление детали:

 

где:   – стоимость изношенной детали, определяют по цене металлолома. 0,1 от цены новой детали. Цена толкатель клапана ЯМЗ – 180 руб., ;

- затраты на материалы (i) по всем технологическим операциям (j), руб.;

- заработная плата производственных рабочих по всем технологическим операциям, руб.;

- затраты на содержание и эксплуатацию оборудования, руб.;

- амортизационные отчисления от стоимости оборудования, руб.

- затраты на силовую электроэнергию, руб.;

- затраты на содержание производственных площадей, руб./м²;

- затраты на содержание средств технологического оснащения; режущий и мерительный инструмент, руб;

- количество наименований материалов, по номенклатуре;

- операции технологического процесса;

- номенклатура СТО.

 

где:  – масса (объем) использованного материала конкретного наименования, 0,5 кг;

- цена 1 кг материала конкретного наименования, 35 руб. (стоимость проволоки 30ХГСА, диаметр 1,6 мм - 35000 руб/т);

- число наименований конкретных  материалов, 1.

 

Заработную плату производственных рабочих определяют по всем технологическим  операциям:

 

где:   – штучно - калькуляционное время на операцию, мин;

- часовая тарифная ставка, руб. (минимальный размер оплаты труда 4330 руб./ 170 фонд рабочего времени);

- тарифный коэффициент, соответствующий каждому разряду, по табл. 35 [1] ;

- коэффициент дополнительной  заработной платы (отпуск, компенсации,  и др.),

- коэффициент, учитывающий  отчисления в фонд социального  страхования, =1,365.

 

 

Затраты на содержание и эксплуатацию оборудования:

 

где: - норматив годовых затрат на единицу ремонтной сложности механической части оборудования, руб./год;

  – норматив годовых затрат на единицу ремонтной сложности электрической части оборудования, руб./год;

- категория ремонтной  сложности механической и электрической  частей оборудования, соответственно, ;

- коэффициент класса точности оборудования, ;

- годовой фонд времени работы оборудования, при работе в одну сменуч.

 

 

 

Амортизационные отчисления от стоимости оборудования, руб., можно определить по формуле: