Разработка технологического процесса восстановления коленчатого вала

       ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО  ОБРАЗОВАНИЯ

ЛИПЕЦКИЙ  ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

 

Кафедра технологии машиностроения

 

 

 

 

 

 

 

Курсовая работа

 

по курсу  «Технология ремонтного производства»

на тему «Разработка технологического процесса восстановления коленчатого вала»

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                                    Выполнил ст. гр. ТМ-04-2

                                                                      Маклакова С. Ю.

________________________

   «__»_________________2008

                                                                            Принял Болгов Д.В.

________________________                                                   

                                                                       ________________________                                                                                       

«___»________________2008

 

 

 

Липецк 2008 г.

 

 

 

ЗАДАНИЕ КАФЕДРЫ

Разработать технологию восстановления вала коленчатого (рисунок. 1).

Таблица 1

Исходные  данные

 

Характер  работы	Материал, масса, количество	Основной  вид износа	Основные явления, характеризующий данный вид  износа	Максимальный износ в месте, обозначенном на рисунке, мм	Вид дефекта	Основные способы восстановления
Изгиб и кручение	Сталь 45 150 штук	Коррозионно- механический и молекулярно-механический	Молекулярное схватывание, перенос  материала, разрушение отдельных микрорайонов поверхностного слоя с отделением материала	0,2	Износ коренных шеек	Шлифование под ремонтный размер, наплавка

 

 

 

Рисунок. 1. Вал коленчатый 

СОДЕРЖАНИЕ

 

ВВЕДЕНИЕ.........................................................................................................4

1. Количественная оценка групп деталей, программы выпуска и типа производства..................................................................................................5
2. Анализ конструкций деталей по чертежам и техническим условиям.....8
3. Выбор технологических баз.......................................................................10
4. Анализ дефектов деталей...........................................................................12
5. Выбор способа устранения дефектов........................................................13
1. 5.1 Наплавка порошковой проволокой...........................................................13
1. 5.2 Вибродуговая наплавка..............................................................................14
1. 5.3 Плазменная наплавка.................................................................................16
1. 6. Анализ способов восстановления по частным технологическим показателям и выбор оптимального....................................................................20
7. Составление технологического маршрута восстановления вала распределительного....................................................................................22
8. Разработка технологических операций.....................................................22
9. Расчёт припусков и межоперационных размеров....................................24

ЗАКЛЮЧЕНИЕ................................................................................................28

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК.............................................................29

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Постоянная  необеспеченность ремонтного производства запасными частями является серьезным  фактором снижения технической готовности автомобильного парка. Расширение же производства новых запасных частей связано с  увеличением материальных и трудовых затрат. Вместе с тем около 75% деталей, выбраковываемых при первом капитальном ремонте, являются ремонтопригодными либо могут быть использованы вообще без восстановления. Поэтому целесообразной альтернативой расширению производства запасных частей является вторичное использование изношенных деталей, восстанавливаемых в процессе ремонта. Из ремонтной практики известно, что большинство выбракованных по износу деталей теряют не более 1-2 % исходной массы. С позиции материалоемкости воспроизводства машин экономическая целесообразность ремонта обусловлена возможностью повторного использования большинства деталей как годных, так и предельно изношенных после восстановления. Это позволяет осуществлять ремонт в более короткие сроки с меньшими затратами металла и других материалов по сравнению с затратами при изготовлении новых машин.

Высокое качество восстановления деталей может  быть достигнуто совместными усилиями инженерно-технических работников и рабочих ремонтных участков. Важно, чтобы рабочие, занятые ремонтом машин и оборудования, знали не только назначение, конструкцию, износ и неисправности деталей, но и в совершенстве владели современными способами и приемами сварки и наплавки, нанесения гальванических, газотермических и полимерных покрытий, пластического деформирования, механической, термической и упрочняющей обработки.

 

 

 

 

1. Количественная оценка групп деталей, программы выпуска и типа производства

 

При разработке технологического процесса восстановления тип производства ориентировочно определяется в зависимости от массы  детали и объема ремонтируемых деталей по таблице 2.

Таблица 2

 

Определение типа производства по массе деталей и  годовой программе выполняемых  работ

 

Тип производства	Годовой объём ремонтируемых деталей  одного наименования и типоразмера, шт.
	Масса детали до 20 кг	Масса детали от 20 до 300 кг	Масса детали свыше 300 кг
Единичное	до 100	до 10	до 5
Мелкосерийное	100...500	10...200	5...100
Среднесерийное	500...5000	200...500	100...300
Крупносерийное	5000...50000	500...5000	300...1000

 

             Определение типа производства  необходимо для технически грамотного  построения технологического процесса  и организации работы на предприятии. 

 

Величина партии деталей 

,

где   n – количество деталей в партии, шт.;

        N –  количество деталей одного наименования  по объёму выпуска в год;

        t – необходимый запас заготовок на складе, дни (для крупных деталей –   2...3, для средних – 5, мелких – 10...30);

        Ф  – количество рабочих дней в году. Принимается Ф = 253.

 

.

На основе исходных данных выбирается мелкосерийный тип производства, характеристика которого представлена в таблице 3.

 

 

 

Таблица 3

 

 

Характеристика  мелкосерийного типа производства

 

 

Тип производства	Специализация рабочих мест	Квалификация  рабочих	Номенклатура  изделий	Оборудование  и его расположение	Рабочий (режущий) инструмент	Контрольно- измерительный инструмент	Приспособления
Мелкосерийное	При выполнении нескольких операций	Высокая и средняя	Ограниченная	Универсальное, специализир-ое, специальное.   По группам, по участкам, по технологич-му процессу	Стандар-й и специаль-й	Предельный  и универсальный	Специализир-ые и переналажи-ые

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Анализ конструкций деталей по чертежам и техническим условиям.

Коленчатый  вал двигателя – одна из основных деталей, определяющая вместе с другими  деталями шатунно-поршневой группы ресурс двигателя в целом. Срок службы коленчатого вала зависит от 2 независимо действующих факторов: сопротивления  усталости и износостойкости. В  процессе эксплуатации двигателя в  результате неравномерности износа, кратковременных перегрузок, смещения опор блока из-за старения металла  и ряда других причин возникают ситуации, при которых вал работает в  условиях перегрузок. При этом в  структуре вала накапливаются усталостные  повреждения в наиболее напряженных  зонах детали. Характер работы – изгиб и кручение.

Коленчатый  вал изготовлен из стали 45. Шейки и кулачки вала закалены ТВЧ на глубину 1,5...3,5 мм до твёрдости 36...60 HRC.

Таблица 4 

Химический  состав материала детали, %

Сталь ГОСТ 1050- 60

Марка стали	Массовая доля элементов, %
	С	Si	Mn	Cr		Cu	As		Ni		P	S
			не более
Сталь 45	0,42-0,50	0,12-0,30	0,40-0,65	0,30	0,30			0,08		0,30	0,04	0,05

 

Таблица 5

Механические  свойства материала детали

 

σ0,2, МПа	σв, МПа	ψ, %	σ5, %	KCU, Дж/см2	НВ (не более)
175	353	50	24	59	101 - 143

 

 

 

Основной  вид износа – коррозионно-механический и молекулярно-механический. Основными дефектами коленчатых валов являются износ и усталостные повреждения коренных и шатунных шеек. Существует два основных способа устранения этих дефектов – шлифование до ремонтного размера и наплавка. Точность обработки восстановленных шеек – 5-7 квалитет, шероховатость поверхности Ra 0,32...0,63 мкм.

Операции  технологического процесса выполняют  в определенной последовательности:

1. определение места дефекта и принятие решения о целесообразности восстановления детали;
2. правка;
3. подготовка поверхности под нанесение покрытий;
4. нанесение покрытий;
5. термическая обработка;
6. черновая механическая обработка;
7. закалка шеек ТВЧ;
8. чистовая механическая обработка;
9. отделка шеек.

  В зависимости от твёрдости материала предварительную механическую обработку шеек ведут точением или шлифованием. Шейки вала допускают обработку под ремонтный размер, ремонтный интервал шеек, как правило, от 0,05 до 0,3 мм.

Шейки коленчатого вала шлифуют в центрах на станке 3Б151.

После восстановления контролируют следующие  параметры деталей: твёрдость поверхностей шеек; размеры (диаметр и длину) шеек и шероховатость их поверхностей; длины от базового торца до торцов шеек; биение всех соосных цилиндрических поверхностей относительно крайних шеек.

Параметры расположения измеряют на индикаторных приборах собственного изготовления, остальные параметры – универсальными средствами или калибрами.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Выбор технологических баз

 

Точность  механической обработки при восстановлении деталей зависит от правильного  выбора технологических баз, который  требует четкого представления  о функциональном назначении поверхности  деталей и размерной взаимосвязи  между ними, об износе и повреждениях поверхностей ми возможностях их использования  как технологических баз. При  восстановлении за технологическую  или измерительную базу принимают  основные или вспомогательные поверхности, которые сохранились и не подлежат восстановлению. В качестве технологических  баз для всех операций механической обработки и операции восстановления выбираются центровые отверстия. Они  выполнены с высокой точностью  и менее всего подвержены износу и потере формы. Вал коленчатый для  обработки следует устанавливать  в центрах выбранного станка.