Технология восстановления детали

Размещено на http://allbest.ru

Министерство образования Тверской области

ГБОУ СПО Тверской колледж им. А.Н. Коняева

Курсовой проект

Технология восстановления детали

Выполнил студент:

Романов Р.М.

Принял:

Нагловский Д.А.

Тверь

2014



Содержание

Введение

1. Конструктивно-технологическая характеристика головки блока цилиндров

2. Технические условия на дефектацию и ремонт детали

3. Расчет производственной программы

4. Выбор технологии ремонта детали

5. Выбор установочных баз детали

6. Расчет операций сварки

7. Расчет операции развертывания

8. Расчет операции фрезирования

9. Расчет количества рабочих

10. Расчет площади цеха

11. Расчет силовой энергии

12. Приспособление

Список используемой литературы



Введение

деталь технический сварка фрезеровка

В процессе эксплуатации автомобиля его надежность и другие свойства постепенно снижаются вследствие изнашивания деталей, а также коррозии и усталости материала, из которого они изготовлены. В автомобиле появляются различные неисправности, которые устраняются при техническом обслуживании и ремонте.

С технической точки зрения ремонт машин - это объективная необходимость. Только благодаря ремонту возможно поддерживать существование машины до истечения средней продолжительности её жизни.

Это положение в полной мере относится к современным машинам в том числе и к автомобилям. Необходимость и целесообразность ремонта автомобилей обусловлено прежде всего неравнопрочностью их деталей и агрегатов. Известно, что создать равнопрочную машину, все детали которой изнашивались бы равномерно и имели бы одинаковый срок службы, невозможно. Следовательно, что ремонт автомобиля даже путем замены некоторых его деталей и агрегатов, имеющих небольшой ресурс, всегда целесообразен и с экономической точки зрения оправдан. Поэтому в процессе эксплуатации автомобили проходят на автотранспортных предприятиях периодическое техническое обслуживание и при необходимости текущей ремонт, который осуществляется путем замены отдельных деталей и агрегатов, отказавших в работе.

Современное авторемонтное производство располагает в настоящее время механизированными поточными линиями разборки-сборки, совершенными способами ремонта деталей, высокопроизводительным оборудованием, прогрессивными технологическими процессами. Основным источником повышения производительности труда при капитальном ремонте автомобилей и агрегатов является механизация и автоматизация производственных процессов на основе концентрации производства. При этом особенно механизация разборочных, моечных, дефектовочных и сборочных работ имеет первостепенное значение, т.к. при этом также значительно повышается культура производства и как следствие качество ремонта. Важное значение также имеет механизация трудоемких процессов внутрицехового и межоперационного транспортирование автомобилей, агрегатов и деталей, т.к. они оказывают непосредственное влияние на снижение себестоимости и значительно облегчают труд рабочих.

Повышение качества ремонта имеет важное значение, т.к. при этом увеличивается эффективность работы оборудования и в целом всего автомобильного транспорта: возрастает количество технически исправных автомобилей, снижаются расходы на эксплуатационные ремонты и др.

Все эти направления определяют пути и методы наиболее эффективного управления техническим состоянием автомобильного парка с целью обеспечения регулярности и безопасности перевозок при наиболее полной реализации технических возможностей конструкции и обеспечении заданных уровней эксплуатационной надежности автомобиля, оптимизации материальных и трудовых затрат, сведении к минимуму отрицательного влияния технического состояния подвижного состава на персонал и окружающую среду.

Условно все детали поступающие в КР можно разделить на три группы:

К первой группе можно отнести детали, которые полностью исчерпали свой ресурс и при ремонте должны быть заменены новыми. Количество таких деталей сравнительно не велико и составляет 25-30%. К деталям этой группы относятся поршни, поршневые кольца, вкладыши подшипников, различные втулки, подшипники качения и др.

Ко второй группе можно отнести детали, количество которых составляет порядка 30-35%. Это детали ресурс которых позволяет использовать их без ремонта. К этой группе относятся детали, износ рабочих поверхностей которых находиться в допустимых пределах.

К третьей группе относятся детали невошедшие в предыдущие группы. Их количество составляет около 40-45%. Эти детали могут быть использованы повторно только после их восстановления. Это большинство сложных и дорогостоящих базовых деталей автомобиля такие как блок цилиндров, коленчатый вал, головка блока, картеры КПП и заднего моста.

Таким образом, основным экономической эффективности КР а/м является использование остаточного ресурса деталей 2-й и 3-й групп. Себестоимость КР а/м и их агрегатов даже в условиях сравнительно небольших современных предприятий обычно не превышает 60-70% от стоимости новых а/м.



1. Конструктивно технологическая характеристика головки блока цилиндров

1.Головка блока цилиндров изготовлена из алюминиевого сплава АЛ-4 с твердостью НВ = 70 единиц. Головка литая, с последующей механической обработкой, шероховатость обработки от Rz = 20-25 (поверхность соприкосновения блока с головкой) до Rz = 40 (отверстия под направляющие втулки клапанов).

2. Первоначально отливается заготовка, обеспечивающая форму головки и необрабатываемые геометрически сложные водяные и воздушные каналы.

Другие плоскости: плоскости касания с блоком цилиндров, выпускным коллектором, выпускными патрубками, подклапанную крышку, механически обрабатываются фрезерными станками, причем базовой плоскостью является плоскость прилегания к блоку цилиндров, относительно ее обрабатываются другие плоскости.

Отверстия под крепежные шпильки рассверливаются на вертикально-сверлильных станках, а отверстия под направляющие втулки клапанов развертываются развертками на таких же станках.

3.Головка блока одна из неподвижных деталей кривошипно-шатунного механизма, выдерживающая большие физические нагрузки от расширения газов при температуре от 2000^оCв химически агрессивной среде. Это вызывает появление коробления головки, трещины, выгорание металла в камере сгорания.

Износ отверстий под втулки клапанов, седла клапанов возникает в связи с работой газораспределительного механизма.



2. Технические условия на дефектацию и ремонт детали

	Деталь: головка блока цилиндров
	№ детали: 13-1003010-В
	Материал: сплав АЛ-4	Твердость: 70 НВ
№	дефект	Способ устранения и инструмент	Размеры, мм	Заключение
			Ном.	Доп. без ремонта	Доп. для ремонта
1	Трещина на рубашке охлаждения	Осмотор или испытание водой под давлением 3 - 4 кг/см3	-	-	Поддающейся ремонту	Ремонтировать сваркой
2	Износ отверстий под направляющие втулки	Пробка пластинчатая 17,04 мм	17+0,035	17,04	Больше 17,04	Ремонтировать развертыванием до ремонтного размера 17,25+0,035
3	Коробление поверхности сопряжения с блоком	Поверхностная плита Щуп 0,20 мм	Не более 0,5	не более 0,5	Более 0,20	Ремонтировать фрезированием не более чем на 1 мм против номинального размера

3. Расчет производственной программы

Расчет производственной программы по ремонту головок цилиндров автомобиля ГАЗ-53.

1.Определяю количество деталей поставленных в ремонт:

х=Кр*Nr*;

где х - годовая программа ремонта деталей; Кр - коэффициент ремонта деталей из задания; Nr - годовая программа ремонта деталей из задания; - количество одноименных деталей установленных на автомобиль.

х=0,75*135*1=101,25.

2.Определяю месячную программу ремонта деталей:



Хм=х/12;

Хм=101,25/12=8,43.

3.Определяю суточную программу ремонта деталей:

Хсут=Хм/22;

Хсут=8,43/22=0,38.

4.Определяю сменную программу ремонта деталей:

Хсм=Хсут/1=Хсут.

4. Выбор технологии ремонта детали

1.Наиболее прогрессивным и экономичным методом ремонта трещин в алюминиевых сплавах является аргонно-дуговая сварка, которая дает более высокое качество шва и не требует применение флюсов и электродных покрытий. Этот вид сварки осуществляется на установках УДАР-300 и УДГ-30; 501. В качестве наплавляемого электрода применяют вольфрамовые электроды ВА 1А, диаметр которого зависит от тока (140 - 190 А). Для подачи аргона и крепления электрода применяют горелки ГРАД-200 (расход аргона марки А, ГОСТ 1015773 7 л/мин). В качестве присадки используют проволоку АК 12 диаметром 4 мм.

Примечание: перед сваркой трещины зачищают, затем нагревают головку до температуры 180 - 200 С.

2.При износе отверстий под направляющие втулки клапанов более допустимого размера (17,1 мм) восстанавливают их методом развертывания под ремонтный размер (Р₁=17,25^+0,035) с последующей запрессовкой втулок с ремонтным размером , которые клеймятся Р₁.

Этот метод наиболее качественный и не трудоемкий по сравнению с другими методами.

3.Коробление поверхности, прилегающей к блоку цилиндров восстанавливаем обработкой ее на вертикально-фрезерном станке марки 615 с фрезой диаметром 250 мм со вставными ножами из стали ВК 8. Плоскость разъема при чем фрезеруют на глубину не более 1 мм от номинала. Этот метод является безальтернативным в восстановлении данного дефекта; он экономически выгоден и не сложен.

5. Выбор установочных баз детали

Установочными базами детали называются поверхности детали, на которую она крепится в станке и относительно которой будут получаться все размеры при ремонте детали.

В качестве таких поверхностей могут быть: центровые отверстия, плоскости наружные и внутренние и др.

Детали имеют основные базы - поверхности, относительно которых она работает в машине или механизме.

1.Для сварки трещины на рубашке охлаждения принимаю установочную базу плоскость разъема с блоком цилиндров (горизонтальное положение).

2.Для операции развертывания за установочную базу принимаю плоскость разъема под клапанную крышку, т.к. она перпендикулярна осям отверстий под направляющие втулки клапанов и вполне пригодна для установки в вертикально сверлильный станок марки 2А-59.

3.Для операции фрезерования принимаю предыдущую базу с применением приспособления: подставки для обеспечения параллельности обрабатываемой поверхности и плиты фрезеровального станка 615.



6. Расчет операции сварки

1.Расчет основного машинного времени:

Т_осн=60*Q*m*A/I*_н;

Где Q - масса наплавляемого металла;

m - пространственное расположение шва (m=1);

_н - коэффициент наплавки.

Т_осн=60*1*2,8*1,2/140*6,2=0,2 (мин).

Для присадочной проволоки DK-12 диаметром 5 - 6 мм, ток I - 140 А, _н - 6,2 г/А*час

Q=V*g;

Где g - плотность проволоки (g=2,8 г/см³)

Q=g*1**a*b

Q=2,8*2,0*0,5*1,0*1,0=2,8 (гр).

2.Расчет вспомогательного времени.

2.1.Вспомогательное время на очистку шва и установку электрода по книге Крылова, Т_всп=0,45 мин.

2.2.Время на транспортировку, укладку, снятие головки (масса до 15 кг), Т_всп2=0,5 мин.

2.3.Время на переворачивание, Т_всп3=0,16 мин.

?Т_всп=Т_всп+Т_всп2+Т_всп3; [2, стр.66(5.7)]



?Т_всп=0,45+0,5+0,16=1,1 (мин).

3.Прибавочное время:

Т_приб=(Т_о+Т_всп)*k/100;

Где k - коэффициент прибавочного времени k=13% (Матвеев-Пустовалов)

Т_приб=(1,1+0,2)*13/100=0,16 (мин).

4.Штучное время на сварку:

Т_шт=Т_приб+Т_осн+Т_всп;

Т_шт=0,16+1.1+0,2=1,46 (мин).

7. Расчет операции развертывания

Деталь: головка блока цилиндров из алюминиевого сплава АЛ-4; НВ-70.

Станок вертикально-сверлильный 2А-59.

Приспособление: плита и зажимы.

Содержание операции:

1.Установить деталь с приспособлением на станок.

2.Развернуть восемь отверстий диаметром 17,25^+0,035 на длину l=38 мм.

3.Снять деталь.

Назначаю режущий инструмент: развертка диаметром 17,25^+0,035 материал Р-18.

Измерительный инструмент: пробка диаметром max=; диаметр min=.

Последовательность расчета.

1.Оперделяю глубину резания:

с=d/2;

с=17,25/2=8,65.

2.Определяю подачу по таблице Матвеева-Пустовалова в зависимости от глубины резания:

S_o=0,15 - 0,17 мм/об; по станку 2А-59, S_o=0,17 мм.

3.Принимаю по таблице Матвеева-Пустовалова скорость резания в зависимости от подачи и глубины резания.

4.Число оборотов шпинделя

n=(V/n*d)*1000

n=1000*27/3014*17,25=498 об/мин

5.Принимаю по паспорту станка n_ст=500 об/мин.

6.Проход инструмента

L=l₁+ l,

где 1₁ - перебег инструмента, по Матвееву-Пустовалову 1₁=6 мм

L=38+6=44 мм.

7.Определяю машинное время.

Т_осн=L*i/(S_ст*n_ст);

Т_осн=44*8/(500*0,17)=4,14 мин.

8.Вспомагательное время.

8.1.На установку, снятие детали (по Матвееву-Пустовалову)

t₁=0,25мин. Установка и снятие кондуктора t₂=0,25 мин.

8.2.Вспомагательное время связанное с переходом от одного отверстия к другому (по Матвееву-Пустовалову) t₃=0,12 мин.

8.3.Общее вспомогательное время.

?Т_всп=t₁+t₂+t₃*8;

?Т_всп=0,25+0,25+0,12*8=1,46 мин.

9.Прибавочное время составит:

Т_приб=(Т_осн+Т_всп)*k/100;

Т_приб=(4,14+1,46)*k/100=0,44 мин.

10.Определяю штучное время на операцию:

Т_шт=Т_осн+Т_всп+Т_приб

Т_шт=4,14+1,46+0,44=6,04 мин.

8. Расчет операции фрезерования

Деталь: головка блока цилиндров, сплав - алюминиевый АЛ-4, m=10 кг.

Станок: фрезерный 615

Приспособление: зажимы, подставка.

Содержание операции.

1.Установить головку в станок.

2.Фрезировать на глубину 0,5 мм.

3.Снять головку.

Последовательность расчета.

1.Назначаю режущий инструмент.

Торцевая фреза диаметром 250 мм с 10 вставными ножами из сплава ВК-8.

2.Измерительный инструмент: плита для проверки плоскостей.

3.Ширина фрезерования

B=b₁+b₂;

Где b₁ - ширина головки, b₁=188 мм;

b₂ - припуск, принимаю 20 мм.

В=188+20=208 мм.

4.Длина обработки

L_общ= l₁+ l₂;

L_общ= 505+2*125=755 мм.

Где 1₁ - перебег инструмента равный головки - 505 мм;

1₂ - диаметр фрезы деленый на 2.

5.Подача на оборот фрезы устанавливается в зависимости от обрабатываемого материала, глубины резания, диаметра фрезы, числа зубьев (по Матвееву-Пустовалову).

S_об=0,54 - 0,6 мм/об.

6.Принимаю по станку 615

S_{об ст}=0,6 об/мин.

7.Определяю минутную подачу:

S_мин=S_{об ст}*n_ст;

S_мин=0,6*200=120 м/мин.

8.Скорость резания (по Матвееву-Пустовалову) выбираем в зависимости от глубины резания, подачи фрезы.

V=165 м/мин.

9.Определяем число оборотов:

n=1000*V/*d;

n=1000*165/3,14*250=210 об/мин.

10.Принимаю по станку n_ст=200 об/мин.

11.Определяю основное машинное время:

T_осн=L_общ+S_мин;

T_осн=755+120=6,29 мин.

12.Расчет вспомогательного времени.

12.1.Вспомогательное время на установку и снятие головки (в зависимости от массы по Матвееву-Пустовалову), Т_всп1=1,5 мин.

12.2.Вспомагательное время связанное с проходом, Т_всп2=1 мин.

?Т_всп=Т_всп1+Т_всп2;

?Т_всп=1,5+1=2,5 мин.

13.Расчет прибавочного времени.

Т_приб=(Т_осн+Т_всп)*k/100,

Где k - значение процентного отношения прибавочного времени к оперативному k=7% (по Матвееву-Пустовалову).

14.Определяю штучное время на фрезерование:

Т_шт=Т_осн+Т_всп+Т_приб=6,29+2,5+0,61=9,4 мин.



9. Расчет количества рабочих

1.Расчет годовой трудоемкости по ремонту головок блоков цилиндров

T_г=N_г*t_с

Где t_с - суточная трудоемкость.

T_г=8,4*2025=17010.

2.Определяю явочное число рабочих.

m_яв=Т_г/Т_фн;

где Т_фн - действительный фонд рабочего времени, принят 2070 ч.

m_яв=17010/2070=8 чел.

3.Определяю списочное количество рабочих:

Т_фд=(Т_фн - Д_о*n_см)*;

Где - коэффициент потерь времени по уважительным причинам, =0,96.

Д_о - дни отпуска (24 дня).

n_см - продолжительность смены - 8,2 ч.

Т_фд=(2070 - 24*8,2)*0,96=1800 ч.

М_см=17010/1800=9 чел.

10. Расчет площади цеха

1. Расчет площади цеха по площади оборудования.

Подбор оборудования:

Станок вертикально-сверлильный 2А59, габариты 2,25Ч0,9 м F₁=2,02 м²

Станок фрезерный 615, габариты 2,26Ч1,745 м F₂=3,27 м²

Наждачно-заточный станок, габариты 1,5Ч0,5 м F₃=0,5 м²

Ларь для отходов, габариты 0,55Ч0,55 м F₄=0,3 м²

Верстак слесарный, габариты 1,75Ч0,65 м F₅=1,13 м²

Инструментальный шкаф, габариты 1,75Ч0,65 м F₆=1,13 м²

Передвижной сварочный аппарат, габариты 1Ч0,6 м F₇=0,6 м²

Раковина, габариты 0,5Ч0,5 м F₈=0,25 м²

?F_общ=F₁+F₂+F₃+F₄+F₅+F₆+F₇+F₈;

?F_общ=2,02+3,27+0,5+0,3+1,13+1,13+0,6+0,25=9,2 м².

F_цеха=?F_общ*k,

Где k - плотность оборудования, k=4.

F_цеха=9,2*4=36,8 м².

2.Расчет площади ориентировочно по явочному числу рабочих,

F_цеха=m_яв*k,

Где k - коэффициент площади на одного человека, k=4,5.

F_цеха=8*4,5=36 м².

Принимаю максимальную площадь цеха равную 36,8 м².

11. Расчет силовой энергии

Q=P_уст*₃*k_спр*k_м*T_фо,

Р_уст=Р₁+Р₂+Р₃,



Где Р_уст - установленная мощность станков, Р₁ - мощность вертикально-сверлильного станка 2А59 = 3000 Вт,

Р₂ - мощность фрезерного станка = 7000 Вт,

Р₃ - мощность сварочного станка УДГ-301 = 6650 Вт,

₃ - коэффициент загрузки оборудования = 0,3,

k_спр - коэффициент спроса на ремонт = 1,1,

k_м - коэффициент мощности оборудования = 0,9,

Р_уст=7000+3000+6650=16650 Вт; Р_уст=16,65 кВт.

Т_фо - часовой фонд работы оборудования,

Т_фо=Т_фн*у*k_и;

Где у - количество смен, у=2,

k_и - коэффициент использования оборудования =0,3

Т_фо=2*0,9*2070=3800 ч.

Q=16,65*3800*0,3*1,1*0,9=18791 кВт.

12. Приспособление

Приспособление предназначено для ремонта головки блока цилиндров. Точнее, для установки головки на плиту фрезерного станка 615 для обеспечения параллельности плиты станка и обрабатываемой плоскости головки

Приспособление имеет форму плиты с наклонов в к горизонтали к которой на определенном расстоянии и прямым углом приварены 2 направляющих штифта для фиксации головки.

Приспособление, возможно изготовить на фрезерных станках из заготовки высотой 45 мм, шириной 128 мм, длиной 575 мм из стали 40 массой 8 кг, чистота обработки Rz=20.

Штифты можно изготовить, обработав на токарном станке пруток прокатный диаметром 18 мм, длиной 45 мм, Сталь 40.

Направляющие штифты привариваются по размерам чертежа, по контуру сваркой ручной электродуговой в среде СО₂.



Список используемой литературы

1. Матвеев В.А., Пустовалов И.И. Техническое нормирование ремонтных работ в сельском хозяйстве. М.: Колос, Москва, 1979.

2. Румянцев С.И. Ремонт автомобилей. М.: транспорт, Москва, 1981.

3. Румянцев С.И. Ремонт автомобилей, второе переработанное издание и дополнение. М.: транспорт, Москва, 1988.

4. Ершов Б.В., Залетаев М.В. Грузовой автомобиль Газ-5301. М.: транспорт, Москва, 1967.

Размещено на Allbest.ru

...