Разработка технологического процесса восстановительного ремонта детали вала первичного коробки передач автомобиля МАЗ- 5335

Введение

 

При поступлении автомобилей в капитальный ремонт большое количество их деталей в результате износа, усталости материала, механических и коррозионных повреждений теряет работоспособность. Однако лишь некоторые из этих деталей, наиболее простые и недорогие в изготовлении, утрачивают работоспособность полностью и требуют замены. Большинство деталей имеет остаточный ресурс и может быть использовано повторно при проведении сравнительно небольшого объема работ по их в становлению.

Восстановление деталей имеет большое народнохозяйственное значение. Стоимость восстановления деталей значительно ниже стоимости их изготовления. Затраты на восстановление деталей, даже в условиях современных авторемонтных предприятий, составляют в зависимости от конструктивных особенностей и степени изношенности деталей от 10 до 50% стоимости новых деталей. При этом чем сложнее деталь и, следовательно, чем дороже она в изготовлении, тем ниже затраты на ее восстановление.

Экономическая эффективность восстановления деталей по сравнению с их изготовлением объясняется рядом причин. При восстановлении деталей значительно сокращаются расходы на материалы и полностью исключаются затраты, связанные с получением заготовок. Расходы на материалы и получение заготовок при изготовлении деталей на автостроительных предприятиях составляют 70-75%, от их себестоимости, а при восстановлении деталей они колеблются в пределах 1-12% в зависимости от способа восстановления.

При восстановлении деталей сокращаются также расходы, связанные с обработкой деталей, так как при этом обрабатываются не все поверхности деталей, а лишь те, которые имеют дефекты.

Восстановление деталей является одним из основных источников повышения экономической эффективности авторемонтного производства.

 

Известно, что основной статьей расходов, из которых складывается себестоимость капитального ремонта автомобилей, являются расходы на приобретение запасных частей. Эти расходы в настоящее время составляют 40-60% от себестоимости капитального ремонта автомобиля.

Их можно значительно сократить за счет расширения восстановления деталей.

Значение восстановления деталей состоит также в том, что оно позволяет уменьшить потребности народного хозяйства в производстве новых запасных частей.

Целью данного курсового проекта является разработка технологического процесса восстановления вала первичного коробки передач автомобиля МАЗ - 5335 с применением прогрессивных форм и методов организации авторемонтного производства, что обеспечит повышение качества и снижение затрат при КР.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Характеристика детали и условий ее работы

 

Вал ведущий коробки передач автомобиля МАЗ - 5335 относится к классу деталей «круглые стержни с фасонной поверхностью». Изготавливают его из стали 25ХГНТА и цементирован на глубину 0,9-1,2 мм. После термической обработки получается твердость поверхностного слоя HRC58 - 62 и твердость сердцевины зубьев HRC 25 - 40.

При механической обработке вала установочными базами в основном служат центровые отверстия и реже наружные цилиндрические поверхности. Шероховатость зубьев шестерни и поверхности отверстия под роликовый подшипник должна соответствовать Rа=0,32÷0,25 мкм, остальные поверхности – Rа = 1,25÷1,0 мкм.

Износ детали происходит в местах сопряжения с другими поверхностями.

Ведущий вал коробки передач МАЗ - 5335 работает в условиях контактных нагрузок в сопровождении изгибающих усилий. Разрушительными факторами являются контактные нагрузки, изгиб и трение.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. ДЕФЕКТОВОЧНАЯ КАРТА

 

Таблица№1

Деталь: вал первичный коробки передач
№: 200-1701027
Материал: сталь 15ХГНТА                            Твердость: HRC 58-62
Обозначение на эскизе	Наименование дефектов	Способ устранения дефекта и измерительный инструмент	Размеры, мм.			Заключение
			Номинальный	Допустимый без ремонта	Допустимый для ремонта
1	2	3	4	5	6	7
1.	Обломы	Осмотр.	-	-	-	Браковать.
2.	Выкрашивание рабочей поверхности зубьев.	Лупа четырехкратного увеличения	-	-	-	Браковать.
3.	Выкрашивание рабочей поверхности отверстия под роликовый подшипник.	Осмотр	-	Не более 10 % поверхности	Более 10 %	Ремонтировать. Постановка втулки.
4.	Износ зубьев внутреннего венца по торцам.	Штангельциркуль	8,5	7,5	-	Ремонтировать. Зачистка заусенцев на торцах зубьев. Браковать при размере менее 7,5 мм.
5.	Износ зубьев внутреннего зацепления по толщине.	Приспособление для замера окружного люфта сопряженной эталонной деталью, имеющей размер по роликам 88,19-88,23 мм.	-	Люфт 1,0 на радиусе 45	-	Браковать при люфте более 1,0 мм.
1	2	3	4	5	6	7
6.	Износ зубьев постоянного зацепления по толщине.	Замер на высоте 4,35 мм. Калибр 6,30 мм. Или штангензубомер	6,53 6,59	6,30	-	Браковать при размере более 6,30 мм.
7.	Износ шлицев по толщине.	Скоба 5,70 мм или штангензубомер	5,90 5,95	5,70	Менее 5,70	Ремонтировать. Наплавка флюсом или в углекислом газе.
8.	Износ отверстия под роликовый подшипник.	Пробка 52,08 мм или нутрометр индикаторный 50-100 мм	52,012 52,042	52,08	Более 52,08	Ремонтировать. Постановка втулки.
9.	Износ шейки под передний подшипник.	Скоба 24,96 мм. Или микрометр 0 – 25 мм.	24,978 24,992	24,96	Менее 24,96	Осталивание.
10.	Износ шейки под шариковый подшипник задний	Скоба 84,90 мм. Или микрометр 75-100 мм.	85,000 85,012	84,99	Менее 84,90	Осталивание
11.	Износ шейки под сальник.	Скоба 37,40 мм. Или микрометр 25 – 50мм.	37,66 37,83	37,40 при отсутствии рисок и неравномерного износа	Менее 37,40 или наличие рисок и неравномерностей	Железнение.
12.	Ослабление посадки конуса кольца.	Проверка посадки кольца легкими ударами.	-	-	-	Ремонтировать. Постановка кольца с уменьшенным отверстием.
13.	Износ конусной поверхности кольца синхронизатора.	Замер расстояния от торца калибра со стороны большого диаметра конуса до торца шестерни.	Диаметр конуса 117,5 на расстоянии 46,27 46,53 от торца шестерни	Расстояние от торца калибра со стороны большого диаметра конуса до торца шестерни: 45,9                      менее 45,9		Ремонтировать. Замена кольца синхронизатора.
14	Ослабление посадки маслоотводной трубки.	Большой диаметр конуса 117,5 мм. Калибр 45,9 мм.	-	-	-	Ремонтировать. Постановка ремонтной трубки.
1	2	3	4	5	6	7
15	Износ резьбыМ46*1,5 – 6h	Проверка посадки от руки	-	-	-	Вибродуговая наплавка.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.Выбор способов восстановления детали

 

В задании на курсовое проектирование даны следующие дефекты вала первичного коробки передач автомобиля МАЗ - 5335

1. Износ шейки под сальник.

2. Износ шейки под передний  подшипник.

3. Износ резьбы М46*1,5-6h

Возможные способы устранения:

по дефекту 1:

- наплавить.

- хромирование.

- железнение.

- постановка дополнительной ремонтной детали (ДРД)

 

по дефекту 2:

- осталивание.

- железнение.

- наплавить.

 

по дефекту 3:

- вибродуговая наплавка.

- железнение.

- хромирование.

При анализе способов устранения каждого дефекта выявлены три способа, пригодных для устранения этих дефектов:

1 –постановка  ДРД.

2 –осталивание.

3 –вибродуговая наплавка.

 

 

 

6. ВЫБОР ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ  БАЗ

 

Технологическая база - это поверхности, которые определяют положение детали в приспособлении по отношению к режущему инструменту или восстанавливаемой поверхности детали.

 

Для ведущего вала грузового автомобиля МАЗ – 5335 оптимальной технологической базой является крепление вала по осям. Валы коробки передач имеют специальные углубления в торцах. Изначально данные углубления используются для изготовления детали на станке.

 

Закрепления ведущего вала с торцевых сторон  будет достаточно надежным для проведения необходимых замеров, ремонтно-восстановительных работ.

 

При таком закреплении на вал будут действовать равные по направлению и усилию специальные крепежи, что обеспечит минимум деформации детали и усилий резания и закрепления.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7. СХЕМЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА

 

 Таблица №2.

Дефект	Способ устранения	№ операции	Наименование и содержание операций	Установочная база
1	2	3	4	5
Износ шейки под сальник	Железнение	Схема 1.
		1	Шлифовальная Шлифовать шейку под сальник	Торцевые отверстия
		2	Железнение Подготовить деталь и железнить под размер сальника	Торцевые отверстия
		3	Шлифовальная Шлифовать шейку под номинальный размер	Торцевые отверстия
		4	Мойка Промыть деталь
	Вставка дополнительной втулки (ДРД)	Схема 2.
		1	Токарная Проточить шейку под втулку	Торцевые отверстия
		2	Прессование Запрессовка втулки в шейку	Зажим противоположной стороны
		3	Токарная Проточить втулку под номинальный размер сальника	Торцевые отверстия
		4	Шлифовальная Шлифовать втулку	Торцевые отверстия
		5	Мойка Промыть деталь
Износ шейки под передний подшипник	Осталивание	Схема 1.
		1	Шлифовальная Шлифовать шейку под подшипник	Торцевые отверстия
		2	Осталивание Осталивать под размер подшипника	Торцевые отверстия
		3	Шлифовальная Шлифовать шейку под номинальный размер	Торцевые отверстия
		4	Мойка Промыть деталь
	Наплавка	Схема 2.
		1	Токарная Проточить шейку	Торцевые отверстия
		2	Наплавка Наплавить шейку под передний подшипник	Торцевые отверстия
		3	Токарная Проточить шейку под номинальный размер	Торцевые отверстия
		4	Шлифовальная Шлифовать шейку
Износ резьбы М46*1,5 – 6 h	Вибродуговая наплавка	Схема 1.
		1	Токарная Проточить резьбу	Торцевые отверстия
1	2	3	4	5
		2	Наплавка Наплавить шейку резьбовую	Торцевые отверстия
		3	Токарная Проточить шейку	Торцевые отверстия
		4	Токарная нарезать резьбу	Торцевые отверстия
		5	Мойка Промыть деталь в содовом растворе	Торцевые отверстия
	Нарезка резьбы диаметра М44	Схема 2.
		1	Токарная Проточить изношенную резьбу	Торцевые отверстия
		2	Токарная Проточка под диаметр новой резьбы	Торцевые отверстия
		3	Токарная Нарезать резьбу	Торцевые отверстия
		4	Мойка Промыть деталь в содовом растворе

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8. ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ, ОСНАСТКИ, ИНСТРУМЕНТА

 

По дефекту № 1 производим ремонтные работы по схеме №2:

Шлифовальную обработку ведут на кругло шлифовальном станке ЗБ151

Для запрессовки втулки будем использовать гидравлический пресс КС-124 со специальным крепежом-зажимом валов. Скоба 37,40 мм.

Мойка детали будет производиться в ванне с содовым раствором.

 

По дефекту № 2 производим ремонтные работы по схеме № 1:

Шлифовальную обработку ведут на кругло шлифовальном станке ЗБ151. Осталивание производим на специально приготовленном участке. Требуется соляная кислота, стальная стружка, поваренная соль. Микрометр 0-25мм.  Мойка детали будет производиться в ванне с содовым раствором.

 

По дефекту № 3 производим ремонтные работы по схеме № 1:

      Протачиваем резьбу на токарном станке 1К62.

Для вибродуговой наплавки необходимо следующее оборудование: сварочный аппарат Solaris MULTIMIG-220, набор наплавочных головок, электродная проволока диаметром 1.5-3.5 мм, 4% раствор кальцинированной соды для охлаждения детали, штангенциркуль ШЦ-1-125-0,1.

Мойка детали будет производиться в ванне с содовым раствором.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9. ПЛАН ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ОПЕРАЦИЙ

 

Таблица №3.

№ операции	Наименование и содержание операций	Оборудование	Приспособления	Инструмент
				рабочий	измерительный
1	2	3	4	5	6
005	Токарная Проточить шейку под втулку	Токарно-винторезный станок 1К62	Крепления станка	Проходной резец с пластинкой Т15 кб	Штангенциркуль ШЦ-1-125-0,1
010	Токарная Проточить  резьбу	Токарно-винторезный станок 1К62	Крепления станка	Проходной резец с пластинкой Т15 кб
015	Прессование Запрессовка втулки в шейку	Гидравлический пресс КС-124	Специальный крепеж-зажим для  валов	Оправки
020	Наплавка Наплавить шейку резьбовую	Переоборудованный Токарно-винторезный станок 1К62 Выпрямитель 600\300 сварочный аппарат Solaris MULTIMIG-220	Наплавочная головка УАНЖ-6 Крепления станка	Электроды ВИАМ- 25, 2мм	Штангенциркуль ШЦ-1-125-0,1
025	Токарная Проточить шейку	Токарно-винторезный станок 1К62	Крепления станка	Проходной резец с пластинкой Т15 кб	Штангенциркуль ШЦ-1-125-0,1
030	Токарная Проточить втулку под номинальный размер сальника	Токарно-винторезный станок 1К62	Крепления станка	Проходной резец с пластинкой Т15 кб	Скоба 37,40 мм.
035	Токарная нарезать резьбу	Токарно-винторезный станок 1К62	Крепления станка	Прямой резьбовой резец Р18
040	Шлифовальная Шлифовать шейку под подшипник	Кругло-шлифовальный станок ЗБ151	Крепеж вала	Шлифовальный круг ПП 600.40.305 24А40ПСМ25К8А	Штангенциркуль ШЦ-1-125-0,1
045	Шлифовальная Шлифовать втулку	Кругло-шлифовальный станок ЗБ151	Крепеж вала	Шлифовальный круг ПП 600.40.305 24А40ПСМ25К8А	Штангенциркуль ШЦ-1-125-0,1
050	Осталивание Осталивать под размер сальника	Ванны для обезжиривания, осталивания, электрическая печь	Подвеска для осталивания	Кисть для изоляции	Штангенциркуль ШЦ-1-125-0,1
055	Шлифовальная Шлифовать шейку под номинальный размер	Кругло-шлифовальный станок ЗБ151	Крепеж вала	Шлифовальный круг ПП 600.40.305 24А40ПСМ25К8А	Скоба 24,96 мм.
060	Мойка Мойка вала	Ванна с содовым раствором

 

 

 

 

 

10. РАЗРАБОТКА ОПЕРАЦИЙ ПО ВОССТАНОВЛЕНИЮ ДЕТАЛЕЙ

10.1. Расчет величины производственной партии

 

, шт.                                                                    (1)

Где N – годовая производственная программа, шт.

n – число деталей в изделии;

t – необходимый запас деталей в днях для обеспечения непрерывности сборки

 - число рабочих дней в году.

 шт.

 

 

10.2 Исходные данные

10.2.1 Операция 020. Наплавка

 

Деталь: вал первичный коробки передач,

Материал: сталь 15ХГНТА

Материал электродной проволоки: ОВС

Диаметр электродной проволоки: d=2,0 мм

Длина наплавки: L=20 мм

Толщина направляемого слоя: H=2,55 мм

Диаметр детали перед наплавкой: d=67 мм

Оборудование: переоборудованный токарно-винторезный станок 1К62, выпрямитель 600\300, сварочный аппарат Solaris MULTIMIG-220,  наплавочная головка УАНЖ-6.

Установка детали: торцевые отверстия

 

10.2.2. Операция 005. Токарная

 

Деталь: вал первичный коробки передач

Материал: сталь 15ХГНТА

Твердость: HRC 58-62

Масса детали: не более 8 кг

Оборудование: токарно-винторезный станок 1К62

Режущий инструмент: резец проходной с пластинкой Т15К6, резец резьбовой Р18

Установка детали: торцевые отверстия

Условия обработки: без охлаждения

 

10.3. Определение припусков на обработку

Номинальный размер шейки под передний подшипник.

Dном=25-0,010-0,027

Принимаем к расчету D=24,980 мм

(т. е. Dmax=24,990 мм;  Dmin=24,963 мм

 

Ремонт требуется при диаметре шейки менее Dдоп=24,96 мм

Предположим диаметр изношенной шейки Dизнос=24,95 мм

 

Перед осталиванием деталь шлифуют «как чисто» для устранения следов износа и придания правильной геометрической формы.

Припуск на шлифование: 2б1=0,1

С учетом шлифования диаметр шейки составит:

Dmin=dизнос-2б1, мм                                                                   (2)

Dmin=24,95-0,1=24,85 мм

 

Определяем припуск на шлифование после осталивания

Предварительное:  2б2=0,050 мм

Окончательное: 2б3=0,034 мм

 

Таким образом, максимальный диаметр шейки после осталивания должен быть:

Dmax=Dном+2б2+2б3, мм                                                           (3)

Dmax=24,980+0,050+0,034=25,064 мм

 

Следовательно толщина покрытия должна быть не менее:

, мм                                                                 (4)

 мм

 

10.4. Содержание операции

 

Таблица №4. Операция 020 наплавочная

№ перехода	Содержание операции
1	Установить вал в переоборудованный токарно-винторезный станок
2	Установить наплавочную головку УАНЖ-6
3	Измерить шейку резьбы вала штангельциркулем
4	Включить токарно-винторезный станок и сварочный аппарат.
5	Наплавить шейку до диаметра D=67мм на длине L=20мм
6	Снять деталь