Восстановление трубы впускной 66-1008014

 

Основными методами устранения дефектов в деталях из алюминиевых сплавов являются различные виды сварки: газовая, электродуговая и аргонно-дуговая.

Ручная дуговая  электросварка осуществляется постоянным и переменным током. Деталь перед сваркой должна быть очищена от грязи, масла и ржавчины. Трещины должны быть засверлены по краям. При сварке деталей встык до толщины 8 мм кромки не разделывают.

В практике неразделанные кромки заваривают поперечными швами. В результате продольной усадки шва края трещины плотно стягиваются и становятся водонепроницаемыми.

Подготовка детали из алюминиевого сплава перед сваркой отличается тем, что нет надобности в засверловке отверстий на концах трещин, так как при нагреве детали длина трещин не увеличивается. Перед сваркой (наплавкой) деталь целесообразно подогреть до температуры 180—300° С (в зависимости от толщины свариваемого металла). Детали, имеющие толщину дефектных стенок менее 3 мм, можно не подогревать. Время подогрева до необходимой температуры устанавливают опытным путем отдельно для каждой детали в зависимости от мощности источника подогрева.

Аргонно-дуговая сварка деталей из алюминиевых сплавов по сравнению с ручной электродуговой и газовой сваркой этого металла обладает некоторыми преимуществами, например, более высоким качеством получаемых сварных соединений, отпадает необходимость в применении флюсов и электродных покрытий.

 

3. План технологических операций

 

Таблица 5-План технологических операций

№ п/п	Наименование и содержание операций	Оборудование	Приспособления	Инструмент
				рабочий	измерительный
1	Слесарная Зачистить кромки трещины и засверлить  в размер Ø18 восстанавливаемые отверстия	Шлифмашинка; станок сверлильный		Круг шлифовальный 2727-0013-0014 ГОСТ 16179-70; Сверло 18 Н14 ГОСТ 10902-84	-
2	Термическая Нагреть деталь	Горелка газовая		-	-
3	Сварочная Заварить трещину. Заварить  восстанавливаемые отверстия	Установка сварочная УДГ-5010	Приспособление для сварки	Электроды  Ø 3…4 мм
4	Слесарная Зачистить сварные швы, обеспечивая шероховатость поверхности шва согласно чертежу	Электрическая шлифовальная машина ИЭ-2004Б-1		Круг шлифовальный ПП 50х32х16-Э-К ГОСТ2424-83
4	Контрольная Контролировать качество сварки.
5	Сверлильная Сверлить отверстия под шпильки крепления трубы в размер согласно техпроцессу	Станок вертикально-сверлильный 2А150	Кондуктор для сверления; патрон сверлильный трехкулачковый с ключом ГОСТ 8552-88	Сверло Ø 15,4 Н14 ГОСТ 10902-84	Пробка  Ø 15,4 Н14
6	Сверлильная Нарезать резьбу М18х1,5 в восстанавливаемых отверстиях	Станок вертикально-сверлильный 2А150	Кондуктор для сверления; патрон сверлильный трехкулачковый с ключом ГОСТ 8552-88	Метчик М18х1,5 ГОСТ 3266-81	Пробка резьбовая М18х1,5
7	Шлифовальная Шлифовать поверхность  сопряжения с головками цилиндров	Станок плоскошлифовальный Модель 3Б722	Тиски станочные с механизированным приводом ГОСТ 14904-80	Круг шлифовальный ПП-450х63х203 14А40СТ17К5 ГОСГ 2424-83	Плита поверочная ГОСТ 10905-86; щуп 0,2 мм ГОСТ 882-75.
8	Контрольная Контролировать деталь на соответствие чертежу	Стол контрольный

 

2. Расчет операций по восстановлению деталей

1. Расчет режимов обработки

1. Исходные данные

 

Параметры режимов обработки следующие:

• - обработка деталей на металлорежущих станках
• стойкость инструмента;
• глубина резания;
• подача;
• скорость резания;
• частота вращения детали (или инструмента);
• мощность резания.
• Ручная электродуговая сварка
• сила сварочного тока;
• скорость наплавки;
• шаг наплавки;
• высота наплавленного слоя за один проход;
• положение шва;
• присадочный материал и др.

Материал детали – сплав АЛ4.

Требуемая шероховатость поверхности

• Rz 40 – на резьбовой поверхности отверстий;
• . Ra 0,63 – на поверхности сопрягаемой с цилиндрами.

Определение режимов сварки производится с учетом типа сварки, вида восстанавливаемой поверхности, применяемого оборудования:

• Диаметр электродов принимается в пределах 3…10 мм, предпочтительно – dэ =3,5 мм.
• Сила сварочного тока, А - 140-250.

Для сверлильных и резьбонарезных работ главное движение – вращение инструмента, вспомогательное движение – подача инструмента.

Деталь – труба впускная ГАЗ-66

резьбовое отверстие М18х1,5.

Материал – АЛ4.

Твердость – 50 НВ.

Масса детали – не более 10 кг.

Оборудование- станок вертикально-сверлильный модели 2А150.

Режущий инструмент – сверло Ø 15,4 Н14 ГОСТ 10902-84; метчик М18х1,5 [9].

Установка детали – в приспособлении.

Условия обработки – без охлаждения.

2. Содержание операций

 

Содержание операции 5 и 6:

Установить деталь в приспособлении.

Установить приспособление с деталью на станок.

Сверлить отверстие под шпильку крепления.

Нарезать резьбу М18х1,5 в просверленном отверстии.

Снять деталь.

3. Расчет припусков на обработку

 

h=(d-D)/2 

Операция5 : h1=(d-D)/2=15,4/2=7,7 мм

Операция 6 : h2=(d-D)/2=(18-15,4)/2=1,3 мм

Таким образом, выполнен подготовительный расчет для расчета норм времени.

 

4. Расчет режимов резания

 

Для сверлильных работ главное движение – вращение инструмента, вспомогательное движение – подача инструмента.

Диаметр отверстия – Ø 15,4Н14 мм.

Длина отверстия -6 мм.

Материал детали – АЛ4.

Шероховатость обработанной поверхности после сверления Rz 40.

Масса детали – не более 10 кг.

Оборудование- станок вертикально-сверлильный 2А150.

Режущий инструмент – сверло Ø 15,4 Н14 ГОСТ 10902-84 [9].

Установка детали – в приспособлении.

Условия обработки – без охлаждения.

Операции технологического процесса.

Сверлильная  1. Сверлить  отверстие в размер Ø 15,4 Н9мм

Сверлильная  2. Нарезать резьбу М 18х1,5

Расчет режимов обработки.

Глубина резания h определяется по формуле:

h=d/2  = 15,4/2=7,7 мм

где h – глубина резания при сверлении, мм.

d – диаметр сверла, мм.

Число проходов – 1.

S0т=0,4 мм/об. -

Скорость резания V=48 м/мин.

Корректирование скорости резания:

Кlv=1 – в зависимости от длины отверстия;

Кuv=1 – для инструмента с режущей частью из материала Р18.

Окончательно скорость резания:

Частота вращения шпинделя станка определяется по формуле:

где  Vр - скорость резания, м/мин;

По паспортным данным станка уточняется частота вращения шпинделя:

n=735 об/мин

 

Расчетная длина обработки:

Lp=l+y

где  l – длина обрабатываемой поверхности, мм;

 у - врезание и перебег инструмента при сверлении напроход;

y=8 мм.

Lp=l+y=6+8=14 мм

 

Таким образом, выполнен подготовительный расчет для выполнения расчета норм времени.

 

5. Расчет норм времени

 

В данном проекте необходимо определить нормы времени по сварочным и сверлильным операциям.

Материал детали – сплав алюминиевый литейный АЛ4.

 

 

Техническое нормирование сварки

Основное время для сварки определяется по формуле:

То=(60∙G/αн∙I) ∙A∙m

где G – масса наплавленного металла, г;

G=V∙γ

γ – плотность наплавленного металла, г/см3;

 V - объем наплавленного металла, см 3; при заварке трещин V определяется:

V=F∙L

где L – длина шва, см;

F – площадь поперечного сечения шва, см2;

При наличии трещины длиной 65 см шириной 1,5 мм  при толщине стенки 3 мм площадь поперечного сечения шва определяется величиной F=0,3∙0,15=0,045 см2.

αн – коэффициент наплавки, т.е. масса наплавленного металла в граммах, наплавляемого в течение часа при силе тока  в 1 А, г/А∙ч;

I – сила тока, зависит от диаметра электродов.

А – коэффициент, учитывающий длину шва;

m – коэффициент, учитывающий положение шва в пространстве.

Выбор Ø электрода.

Диаметр электродов для сварки выбирается в зависимости от толщины свариваемого материала.

При толщине материала 3-5 мм рекомендуемый диаметр электрода – Ø 3…4 мм, электрод биметаллический с меловой обмазкой марки ОЗА-2 (применяется для заварки дефектов в деталях из алюминиевых сплавов).

Выбираем диаметр электрода Ø3 мм; αн =6,5; I=140…170А.

При длине шва L> 50 мм  А=1,7.

При расположении шва в горизонтальной плоскости сверху (нижний шов) m=1.

То=(60∙G/αн∙I) ∙A∙m

V=F∙L=0,045∙6,5=2,925 см3;

G=V∙γ=2,925∙2, 8=8,2 г

То=(60∙8,2/6,5∙160) ∙1,7∙1=0,8 мин.

Вспомогательное время определяется по формуле:

-вспомогательное время, связанное со свариваемым швом – затраты на очистку кромок детали перед сваркой, на замену электродов, зачистку шва при сварке, время на возбуждение дуги, на осмотр, измерение и очистку шва от шлака и брызг после сварки, мин.;

=1 мин. для двухстороннего стыкового  шва без скоса кромок (табличные  данные);

- вспомогательное время, затраченное на свариваемое изделие, распределяется на установку, повороты, снятие сварных изделий и подноску на расстояние до 5 м, мин.; =0,7 мин.

- вспомогательное время на перемещение сварщика и протягивание электродов. =0,5 мин.

Тв=1+0,7+0,5=2,2 мин.

Дополнительное время на обслуживание, отдых и личные надобности определяется по формуле

αдоп.- процент дополнительного времени определяется в зависимости от условия выполнения сварки; при сварке в удобном положении αдоп.=13%.

В операции сварки

Тогда дополнительное время определяется:

=(0,8+2,2)∙13/100=0,39 мин.

Штучное время сварки определяется по формуле:

=0,8+2,2+0,39=3,39 мин.

Штучно-калькуляционное время определяется по формуле:

 

V - объем наплавленного металла, см 3; при заварке отверстий V определяется:

V=F∙L

где L – длина шва, см;

F – площадь поперечного сечения шва, см2;

При наличии отверстия длиной 0,6 см диаметром 18 мм  при толщине стенки 5 мм площадь поперечного сечения шва определяется величиной F=π•R2= π•0,9=2,54 см2.

αн – коэффициент наплавки, т.е. масса наплавленного металла в граммах, наплавляемого в течение часа при силе тока  в 1 А, г/А∙ч;

I – сила тока, зависит от диаметра электродов.

А – коэффициент, учитывающий длину шва;

m – коэффициент, учитывающий положение шва в пространстве.

Выбор Ø электрода.

Диаметр электродов для сварки выбирается в зависимости от толщины свариваемого материала.

При толщине материала 3-5 мм рекомендуемый диаметр электрода – Ø 3…4 мм, электрод биметаллический с меловой обмазкой марки ОЗА-2 (применяется для заварки дефектов в деталях из алюминиевых сплавов).

Выбираем диаметр электрода Ø3 мм; αн =6,5; I=140…170А.

При длине шва L≤ 50 мм  А=1,4.

При расположении шва в горизонтальной плоскости сверху (нижний шов) m=1.

То=(60∙G/αн∙I) ∙A∙m

V=F∙L=2,54∙6,5=16,5 см3;

G=V∙γ=16,5∙2, 8=46,2 г

То=(60∙46,2/6,5∙160) ∙1,4∙1=3,73 мин.

Вспомогательное время определяется по формуле:

-вспомогательное время, связанное со свариваемым швом – затраты на очистку кромок детали перед сваркой, на замену электродов, зачистку шва при сварке, время на возбуждение дуги, на осмотр, измерение и очистку шва от шлака и брызг после сварки, мин.;

=1 мин. для двухстороннего стыкового  шва без скоса кромок (табличные  данные);

- вспомогательное время, затраченное на свариваемое изделие, распределяется на установку, повороты, снятие сварных изделий и подноску на расстояние до 5 м, мин.; =0,7 мин.

- вспомогательное время на перемещение сварщика и протягивание электродов. =0,5 мин.

Тв=1+0,7+0,5=2,2 мин.

Дополнительное время на обслуживание, отдых и личные надобности определяется по формуле

αдоп.- процент дополнительного времени определяется в зависимости от условия выполнения сварки; при сварке в удобном положении αдоп.=13%.

В операции сварки

=3,73

Тогда дополнительное время определяется:

=(3,73+2,2)∙13/100=0,77 мин.

Штучное время сварки определяется по формуле: