Восстановление автомобильного вала

 

 

 

 

 

6 РАСЧЁТ РЕЖИМОВ ОБРАБОТКИ (ВОССТАНОВЛЕНИЯ)          ДЕТАЛЕЙ

 

 

Режим обработки определяем для каждой отдельной операции с разбивкой её на переходы.

Для восстановления изношенных поверхностей необходимо шлифование с последующей наплавкой в среде углекислого газа, после чего выполняется черновое точение, чистовое точение, фрезерование шлиц, а затем шлифование.

Режимы наплавки в среде углекислого газа:

• диаметр электродной проволоки – 0,8 мм;
• сила тока наплавки I = 70 А;
• напряжение дуги  = 18 В;
• скорость наплавки = 40 м/ч;
• скорость подачи электродной проводки VD=0,8м/мин;
• подача, S = 3.5мм/об;

расход газа на один слой – 5 дм /мин;

• сварочная проволока – Св – 18ХГСА;
• угол подачи проволоки к детали - 450.

Расчёт режимов резания для токарных операций.

Режимы резания назначаем исходя из материала детали, твёрдости материала.

Глубина резания t принимается равной припуску на обработку. Подачи при точении выбирают в зависимости  от требуемых параметров шероховатости, радиуса при вершине угла и глубины резания t.

Скорость резания (расчётная):

 

= ·К1 ·К2 ·К3 , м/мин                                                                     (6.1)

где   – табличная скорость резания;

К1 – коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала;

К2 – коэффициент, зависящий от стойкости марки твёрдого сплава;

К3 – коэффициент, зависящий от вида обработки.

 

Приведём пример расчёта при черновом точении:

=35·0,9 ·1 ·0,85=26,8 м/мин.

Расчётная частота вращения шпинделя:

 

,                                                                                                (6.2)

где    d – диаметр обработки, мм.

 

Приведём пример расчёта при черновом точении:

.

 

Полученное значение частоты вращения корректируется (принимается меньшее по паспорту станка и принимается окончательно): nд=200 об/мин.

Действительная скорость резания:

,  м/мин.                                                                           (6.3)

Приведём пример расчёта при черновом точении:

,  м/мин.

Сила резания:

, кГ,                                                                      (6.4)

где - табличная сила резания, кГ;

К1 – коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала;

К2 – коэффициент, зависящий от скорости резания и переднего угла при точении сталей твёрдосплавным инструментом;

Приведём пример расчёта при черновом точении:

кГ.

Мощность резания:

, кВт.                                                                                (6.5)

Приведём пример расчёта при черновом точении:

кВт.

Шлифование:

Скорость шлифовального круга:

,  м/с,                                                                          (6.6)

где D-диаметр шлифовального круга, мм [13];

- число оборотов круга на  станке.

 

Приведём пример расчёта для шлифования:

 м/с.                                                       (6.7)

Скорость вращения детали для =17 м/с  =15 м/мин.

Расчётная частота вращения шпинделя:

,  об/мин.                                                                         (6.8)

 

Приведём пример расчёта для шлифования:

 об/мин.

Полученное значение частоты вращения корректируется (принимается паспорту станка окончательно): nд=100 об/мин.

Действительная скорость вращения детали:

 

,  м/мин.                                                                         (6.9)

 

Приведём пример расчёта для  шлифования:

  м/мин.

Минутная поперечная подача:

- окончательная обработка:

, мм/мин,                                     (6.10)

где , - табличные минутные подачи, мм/мин;

К1 – коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала и скорости круга [8];

К2 – коэффициент, зависящий от припуска и точности;

К3 – коэффициент, зависящий от диаметра круга, количества кругов и характера поверхности.

Приведём пример расчёта для  шлифования:

 мм/мин.

Расчёт режимов резания при фрезеровании шлиц:

 

,  м/мин,                                                                    (6.11)

где - коэффициент, зависящий от стойкости инструмента;

Vтабл.=30 м/мин - табличная скорость резания.

 м/мин

Подача S0 выбирается в зависимости от допуска на толщину шлицев, высоты шлицев и числа шлицев детали.

S0=1,0 мм/об.

Частота вращения шпинделя:

,   об/мин,                                                                          (6.12)

- диаметр фрезы, мм.

 

 об/мин.

Полученное значение частоты вращения корректируется (принимается паспорту станка окончательно): nд=100 об/мин.

Действительная скорость вращения детали определяется по формуле (18):

м/мин.

Минутная подача:

 

Sм= Sz ·z ·nд,  мм/мин,                                                                          (6.13)

где Sz- подача на один зуб, мм/зуб.

Sм= 0,02 ·6·100=12мм/мин.

Принимаем Sм=10  мм/мин, тогда подачу на один зуб определим по формуле:

 

, мм/зуб.                                                                            (6.14)

 

7 ТЕХНИЧЕСКОЕ НОРМИРОВАНИЕ РАБОТ

 

 

Норма штучно-калькуляционного времени:

 

, мин,                                                                  (7.1)

где Тпз- подготовительно-заключительное время, мин,

n- количество деталей  в настроечной партии, ед.,

Тшт – норма штучного времени, мин.

Тшт =То+Тв+Тоб+Тот, мин,                                                          (7.2)

где То-основное время, мин,

Тв- вспомогательное время, мин,

Тоб- время на обслуживание рабочего места, мин,

Тот- время перерывов на отдых и личные надобности, мин.

 

Основное время То вычисляется на основании принятых режимов резания по формулам, содержащимся в литературе по режимам резания. Вспомогательное время состоит из затрат времени на отдельные приёмы (установку и снятие детали, приёма управления и др.). Время на обслуживание рабочего места состоит из времени на организационное и техническое обслуживание.

Учитывая приведенное выше, формулы для определения штучно-калькуляционного времени  можно представить в виде (для всех операций, кроме шлифовальных и полировальных):

 

Тшк=Тп-з/n+То+(Ту.с.+Тз.о.+Туп.+Тиз)k+Тоб.от, мин.

Для шлифовальных операций:

Тшк=Тп-з/n+То+(Ту.с.+Тз.о.+Туп.+Тиз)k+Ттех+Торг+Тот, мин,

где k- коэффициент учёта серийности производства.

Производим техническое нормирование работ штучно-калькуляционное время при наплавке ,   (7.3)

 

где - коэффициент, учитывающий время по обслуживанию рабочего места и личные надобности рабочего;

- диаметр наплавляемой поверхности, мм;

- длина  наплавляемой поверхности, мм;

- подача, мм/об;

- толщина наплавляемого слоя, мм;

- число слоёв наплавляемого  металла, мм;

- скорость подачи электродной  проволоки, м/мин;

- диаметр электродной проволоки, мм;

- коэффициент перехода расплавляемого  металла на наплавляемую поверхность;

- коэффициент неполноты наплавляемого  слоя;

- время на установку, закрепление  и снятие детали, мм;

- время на очистку и контроль 1м погонной длинны наплавляемой  поверхности, мин/м;

- подготовительно-заключительное  время на партию деталей, мин;

- количество деталей в партии, шт.

Штучно-калькуляционное время при шлифовании:

,                                                                            (7.4)

где   - длина хода шлифовального круга, мм;

- припуск на обработку на сторону, мм;

- частота вращения круга;

  - продольная подача, мм;

- поперечная подача, мм;

- коэффициент, учитывающий износ  и точность при шлифовании.

,

Тшк1=7/17+1,08+(0,11+0,06+0,04+0,15)1,85+1,5+0,03+0,054=3,74 мин.

Для остальных режимов шлифования расчёт производим аналогично.

Тшк2=7,39 мин.

Штучно-калькуляционное время при фрезеровании:

Расчётную длину обработки определяем по формуле: L = l + l . Получаем, что L = 112+4=116 мм.

Значение основного времени находим по формуле:

= .                                                                                               (7.5)

Вычисляем штучно-калькуляционное время при фрезеровании:

= мин;

Тшк=24/17+11,6+(0,04+0,06+0,04+0,13)1,85+0,95=14,48 мин.

Штучно-калькуляционное время при точении:

,    мин.                                                                     (7.6)

Расчётную длину обработки определяем по формуле: L = l + l1+l2. Получаем, что L = 112+2+2=116 мм.

 

 мин.

Тшк1=7/17+1,45+(0,11+0,06+0,025+0,13)1,85+0,123=2,59 мин.

Для остальных режимов точения расчёт производим аналогично:

Тшк2=3,38 мин

 

 

8 ОБОСНОВАНИЕ И ОПИСАНИЕ ПРИМЕНЯЕМОГО ОБОРУДОВАНИЯ

 

 

Жесткое закрепление, предотвращение сдвигов и смещений деталей во время обработки играет важную роль, как для обеспечения точности обработки, так и  для  сохранения геометрии детали и её параметров.

Основные требования, предъявляемые к зажимным устройствам:

1. простота, надежность, жесткость и износостойкость;
2. постоянная по величине сила закрепления и минимальное время закрепления-открепления заготовки или детали;
3. отсутствие деформации заготовки или детали и ее смещения в процессе закрепления.

Зажимные устройства, и приспособления, разделяют на два типа:

1. самотормозящие устройства: винтовые, клиновые, эксцентриковые и другие механизмы, обеспечивающие жесткое замыкание независимо от вида привода. Упругие отжатия элементов таких устройств прямо пропорциональны приложенной силе;
2. автоматизированные зажимные устройства: пневматические, гидравлические и гневно-гидравлические механизмы прямого действия без промежуточных элементов. Если к зажимному элементу этих устройств (например, к штоку) приложить возрастающую силу, то перемещение элемента (штока) не произойдет до тех пор, пока значение этой силы не превысит определенный уровень, после чего шток сразу переместится на значительную величину.

При фрезеровании шпоночного паза на восстанавливаемый вал будут действовать силы резания, стремящиеся сместить его с исходного положения. Во избежание этого необходимо произвести расчёт зажимной силы W:

 

 Н,                                                                                           (8.1)

где k=k0· k1· k2· k3· k4· k5· k6 – коэффициент запаса ;

–составляющая силы резания, действующая в осевом направлении,                Н;

f= 0,15– коэффициент трения,

 

k=1,5· 1,4· 1,0· 1,2· 1,0·1,0·1,0=2,5.

Произведём расчёт усилия резания Рz :

Рz= ,

 

Определим значение составляющая силы резания, действующая в осевом направлении

= 0,4· Рz=0,4·1,3=0,52 Н.

По формуле (30) произведём расчёт зажимной силы:

 Н.

 

Для закрепления валов, при фрезеровании шпоночного паза будем использовать приспособление, показанное на рисунке 8.1.

1-обрабатываемая деталь; 2-зажим; 3-резьбовое  соединение (шпилька-гайка) для зажима; 4-плита; 5-станина

 

Рисунок 8.1- Приспособление для фрезерования шпоночных пазов

 

 

В данном случае используются винтовые зажимы, они просты и надежны.

К данному оборудованию, а также к укрепленной в нем обрабатываемой детали предъявляются следующие технические требования:

1. Организация работы должна соответствовать мерам безопасности.
2. Исключается перекос половинок  относительно стола.
3. Не допускается взаимная не перпендикулярность тисков и стола.
4. Обеспечение надежной фиксации обрабатываемой детали и устрва.

Настоящее оборудование также имеет характеристики:

1. Максимальное зажимное усилие – 100 Н.
2. Вес зажимного устройства 5 кг.
3. Тип зажимного устройства – механическое, стационарное.
4. Предельные размеры закрепляемой детали – диаметр D=45 мм, длина L=150…450 мм.

 

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

 

В процессе выполнения курсовой работы по курсу «Технология производства и ремонт автомобилей» были выполнены следующие задачи.

• описали особенности конструкции детали (материал, термообработку, шероховатость и точность обработки, базовые поверхности);
• описали условия работы детали, указав вид трения;
• определили класс детали;
• выбрали способ восстановления детали;