 |
Пояснительная записка. Задание на курсовую работу
|
|
|
|
| ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ РФ «Тверской государственный технический университет» Кафедра механизации природообустройства и ремонта машин | |||||||||||||||||||
| СОГЛАСОВАНО Гл. специалист предприятия (для которого выполнен реальный проект) | УТВЕРЖДАЮ Зав. кафедрой (предметной комиссии) | ||||||||||||||||||
|
|
| ||||||||||||||||||
| « » |
| 201 г. | « » |
| 201 г. | ||||||||||||||
|
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА | |||||||||||||||||||
| к курсовой работе по дисциплине |
| ||||||||||||||||||
| деталей и сборочных единиц» | |||||||||||||||||||
| на тему | «Разработка технологического процесса восстановления вала-шестерни и | ||||||||||||||||||
| картера коробки передач» | |||||||||||||||||||
| Автор работы: |
| ||||||||||||||||||
| Специальность |
| ||||||||||||||||||
|
| оборудования (водное хозяйство) | ||||||||||||||||||
| Обозначение курсового проекта: | 2068284. 190603. 04. 11 | группа | СТМ-417 | ||||||||||||||||
| Руководитель работы | Т. В.
| ||||||||||||||||||
| Работа защищена |
| Оценка |
| ||||||||||||||||
| Члены комиссии |
|
| |||||||||||||||||
|
|
| ||||||||||||||||||
|
|
|
| |||||||||||||||||
| Ржев 2011 г. | |||||||||||||||||||
| ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ РФ «Тверской государственный технический университет» Кафедра механизации природообустройства и ремонта машин | ||||||||||||||||||||
|
ЗАДАНИЕ НА КУРСОВУЮ РАБОТУ | ||||||||||||||||||||
| Студент: |
| код | группа | СТМ-417 | ||||||||||||||||
| 1. Тема | «Разработка технологического процесса восстановления вала-шестерни | |||||||||||||||||||
| и картера коробки передач» | ||||||||||||||||||||
| 2. Срок предоставления работы к защите | 12 мая | 2011 г. | ||||||||||||||||||
| 3. Исходные данные для проектирования: | Ремонтный чертеж вала-шестерни, | |||||||||||||||||||
| ремонтный чертеж картера коробки передач | ||||||||||||||||||||
| 4. Содержание пояснительной записки | ||||||||||||||||||||
| Введение | ||||||||||||||||||||
| Раздел I. Разработка технологического процесса восстановления вала-шестерни | ||||||||||||||||||||
| 1. Исходные данные | ||||||||||||||||||||
| 2. Выбор способов устранения дефектов | ||||||||||||||||||||
| 3. Разработка маршрута восстановления | ||||||||||||||||||||
| 4. Выбор оборудования и инструмента | ||||||||||||||||||||
| 5. Расчет режимов восстановления | ||||||||||||||||||||
| 6. Техническое нормирование | ||||||||||||||||||||
| Раздел II. Разработка технологического процесса восстановления картера КПП | ||||||||||||||||||||
| 1. Исходные данные | ||||||||||||||||||||
| 2. Выбор способов устранения дефектов | ||||||||||||||||||||
| 4. Выбор оборудования и инструмента | ||||||||||||||||||||
| 5. Расчет режимов восстановления | ||||||||||||||||||||
| 6. Техническое нормирование | ||||||||||||||||||||
| Список использованных источников | ||||||||||||||||||||
| 5. Перечень графического материала: | два формата А1: ремонтный чертеж | |||||||||||||||||||
| вала-шестерни, ремонтный чертеж картера коробки передач, технологические | ||||||||||||||||||||
| карты, операционные эскизы. | ||||||||||||||||||||
| Руководитель работы |
|
| ||||||||||||||||||
| Задание принял к исполнению |
|
| 4 марта | 2011 г. | ||||||||||||||||
Введение.................................................................................................................. 3
РАЗДЕЛ I. ВОССТАНОВЛЕНИЕ ВАЛА-ШЕСТЕРНИ....................................... 6
1. Исходные данные................................................................................................ 6
1. 1 Описание восстанавливаемой детали....................................................................................... 6
|
|
|
1. 2 Возможные дефекты.................................................................................................................... 6
2. Выбор способов устранения дефектов............................................................... 7
3. Разработка маршрута восстановления.............................................................. 9
4. Выбор оборудования и инструмента............................................................... 14
4. 1 Мойка и очистка........................................................................................................................ 14
4. 2 Контроль деталей....................................................................................................................... 14
4. 3 Шлифование............................................................................................................................... 15
4. 4 Фрезерование............................................................................................................................. 16
4. 5 Точение....................................................................................................................................... 20
4. 6 Наплавка и сварка...................................................................................................................... 23
4. 7 Хромирование............................................................................................................................ 23
5. Расчет режимов восстановления...................................................................... 24
5. 1 Операция 005. Моечная............................................................................................................. 24
5. 2 Операция 015. Токарная............................................................................................................ 24
5. 3 Операция 020. Сварочная......................................................................................................... 24
5. 4 Операция 025. Наплавочная..................................................................................................... 24
5. 5 Операция 030. Токарная............................................................................................................ 25
5. 6 Операция 035. Кругло-шлифовальная..................................................................................... 26
5. 7 Операция 040. Шпоночно-фрезерная...................................................................................... 27
5. 8 Операция 045. Фрезерная.......................................................................................................... 28
5. 9 Операция 050. Наплавочная..................................................................................................... 29
5. 10 Операция 055. Зубофрезерная................................................................................................ 29
5. 11 Операция 060. Гальваническая............................................................................................... 30
5. 12 Операция 065. Кругло-шлифовальная................................................................................... 30
5. 13 Сводные таблицы режимов восстановления........................................................................ 32
6. Техническое нормирование.............................................................................. 33
|
|
|
6. 1 Операция 005. Моечная............................................................................................................. 33
6. 2 Операция 010. Контрольно-измерительная............................................................................ 33
6. 3 Операция 015. Токарная............................................................................................................ 33
6. 4 Операция 020. Сварочная......................................................................................................... 34
6. 5 Операция 025. Наплавочная..................................................................................................... 35
6. 6 Операция 030. Токарная............................................................................................................ 35
6. 7 Операция 035. Кругло-шлифовальная..................................................................................... 36
6. 8 Операция 040. Шпоночно-фрезерная...................................................................................... 37
6. 9 Операция 045. Фрезерная.......................................................................................................... 37
6. 10 Операция 050. Наплавочная................................................................................................... 38
6. 11 Операция 055. Зубофрезерная................................................................................................ 39
6. 12 Операция 060. Гальваническая............................................................................................... 39
6. 13 Операция 065. Кругло-шлифовальная................................................................................... 40
6. 14 Операция 070. Контрольно-измерительная.......................................................................... 40
6. 15 Сводная таблица норм времени............................................................................................. 41
РАЗДЕЛ II. ВОССТАНОВЛЕНИЕ КАРТЕРА КОРОБКИ ПЕРЕДАЧ.............. 42
1. Исходные данные.............................................................................................. 42
1. 1 Описание восстанавливаемой детали..................................................................................... 42
1. 2 Возможные дефекты.................................................................................................................. 42
2. Выбор способов устранения дефектов............................................................. 43
3. Разработка маршрута восстановления............................................................ 44
4. Выбор оборудования и инструмента............................................................... 47
4. 1 Мойка и очистка........................................................................................................................ 47
4. 2 Контроль деталей....................................................................................................................... 48
4. 3 Сверление................................................................................................................................... 48
|
|
|
4. 4 Сварка......................................................................................................................................... 49
4. 5 Шлифование............................................................................................................................... 50
4. 6 Растачивание.............................................................................................................................. 50
4. 7 Запрессовка ДРД........................................................................................................................ 52
5. Расчет режимов восстановления...................................................................... 52
5. 1 Операция 005. Моечная............................................................................................................. 52
5. 2 Операция 015. Сверлильная..................................................................................................... 52
5. 3 Операция 020. Шлифовальная.................................................................................................. 52
5. 4 Операция 025. Сварочная......................................................................................................... 53
5. 5 Операция 030. Шлифовальная.................................................................................................. 53
5. 6 Операция 035. Расточная.......................................................................................................... 53
5. 7 Операция 045. Расточная.......................................................................................................... 55
5. 8 Сводные таблицы режимов восстановления.......................................................................... 57
6. Техническое нормирование.............................................................................. 57
6. 1 Операция 005. Моечная............................................................................................................. 57
6. 2 Операция 010. Контрольно-измерительная............................................................................ 57
6. 3 Операция 015. Сверлильная..................................................................................................... 58
6. 4 Операция 020. Шлифовальная.................................................................................................. 58
6. 5 Операция 025. Сварочная......................................................................................................... 58
6. 6 Операция 030. Шлифовальная.................................................................................................. 59
6. 7 Операция 035. Расточная.......................................................................................................... 59
6. 8 Операция 040. Прессовая.......................................................................................................... 60
6. 9 Операция 045. Расточная.......................................................................................................... 60
6. 10 Операция 050. Контрольно-измерительная.......................................................................... 61
6. 11 Сводная таблица норм времени............................................................................................. 61
Список использованных источников................................................................... 62
Введение
Большое количество деталей автомобилей и агрегатов, поступающих в капитальный ремонт (КР), в результате износа, усталости материала, механических и коррозионных повреждений утрачивает свою 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 после проведения сравнительно небольшого объема работ по их восстановлению.
|
|
|
Восстановление деталей имеет большое экономическое значение. Стоимость восстановления деталей значительно ниже стоимости их изготовления. Затраты на восстановление деталей даже в условиях современных небольших АРП составляют в зависимости от конструктивных особенностей и степени изношенности деталей 10…50% от 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. По данным проф. М. А. Масино, расходы на материалы и получение заготовок при изготовлении деталей на автомобилестроительных предприятиях составляют 70... 75% от их стоимости, 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 КР автомобилей, являются расходы на приобретение запасных частей. Эти расходы в настоящее время составляют от 40 до 60% от себестоимости КР автомобилей. Их можно значительно сократить за счет расширения восстановления деталей.
Значение восстановления деталей состоит также в том, что оно позволяет уменьшить потребности в производстве запасных частей. При восстановлении деталей достигается большая экономия в расходовании сырьевых, энергетических и трудовых ресурсов. Особенно велико значение восстановления деталей в сокращении расхода металлов. Известно, что проблема экономии металлов в настоящее время является наиболее острой, так как разведанные запасы их на нашей планете катастрофически уменьшаются. Восстановление деталей позволяет также значительно сократить расходы энергетических и трудовых ресурсов.
Учитывая большое народнохозяйственное значение восстановления деталей, необходимо всемерно расширять эту сторону деятельности авторемонтных предприятий.
Эффективность и качество восстановления деталей в значительной степени зависят от применяемых технологических способов их обработки. Авторемонтное производство располагает большим количеством различных способов восстановления деталей, которые позволяют не только возвратить им свойства новых, но в ряде случаев даже улучшить их.
Наиболее широкое применение при восстановлении автомобильных деталей получили различные виды слесарно-механической обработки. К ним относятся собственно слесарная обработка, механическая обработка, связанная с подготовкой деталей к нанесению покрытий и обработкой после их нанесения, обработка деталей под ремонтный размер, постановка дополнительных ремонтных деталей. Обработкой деталей под ремонтный размер восстанавливают геометрическую форму их рабочих поверхностей. Постановка дополнительных ремонтных деталей обеспечивает восстановление изношенных поверхностей до размеров новых деталей.
Пластическое деформирование как способ восстановления основан на использовании пластических свойств материала деталей. Этим способом восстанавливают не только размеры деталей, но также их форму и физико-механические свойства. В зависимости от конструкции деталей применяют такие виды пластической деформации, как осадку, раздачу, обжатие, вытяжку, накатку, правку и др.
Сварка и наплавка являются самыми распространенными способами восстановления деталей. Сварку применяют при устранении механических повреждений на деталях (трещин, пробоин и т. п. ), а наплавку – для нанесения покрытий с целью компенсации износа рабочих поверхностей. На авторемонтных предприятиях применяют как ручные, так и механизированные способы сварки и наплавки. Среди механизированных способов наплавки наибольшее применение нашли: автоматическая электродуговая наплавка под флюсом и в среде защитных газов, вибродуговая и электроконтактная наплавка. В настоящее время при восстановлении деталей применяют такие перспективные способы сварки, как лазерная и плазменная.
Пайка в авторемонтном производстве широко применяется при восстановлении герметичности в полых деталях, при устранении механических повреждений, а также как способ компенсации износа деталей.
Напыление как способ восстановления деталей основано на нанесении распыленного металла на изношенные поверхности деталей. В зависимости от способа расплавления металла различают виды напыления: электродуговое, газопламенное, высокочастотное, плазменное, детонационное и ионноплазменное.
Восстановление деталей нанесением гальванических и химических покрытий основано на осаждении металла на поверхности деталей из растворов солей гальваническим или химическим, методом. Гальванические и химические процессы применяют при восстановлении изношенных поверхностей деталей, а также для защиты их от коррозии. В целях компенсации износа деталей наиболее часто применяют хромирование, железнение и химическое никелирование. Для защиты деталей от коррозии применяют гальванические процессы: хромирование, никелирование, цинкование, кадмирование, а также химические процессы: оксидирование и фосфатирование.
Синтетические материалы (пластмассы) применяют для компенсации износа деталей, работающих в условиях неподвижных посадок, а также при устранении механических повреждений (трещин, пробоин) в корпусных деталях.
Перечисленные способы восстановления деталей нашли применение в авторемонтном производстве и обеспечивают требуемый уровень качества и надежную работу деталей в течение установленных межремонтных пробегов автомобилей. Необходимый уровень качества восстановленных деталей достигается за счет правильного выбора технологического способа, а также путем управления процессами нанесения покрытий и последующей обработки деталей. Основными управляющими факторами, влияющими на качество восстановленных деталей, являются свойства исходных материалов, применяемых при нанесении покрытий, и режимы обработки.
Проектирование технологического процесса имеет целью установление оптимальной последовательности и способов обработки отдельных поверхностей и всей детали в целом, подбор необходимого оборудования, оснастки и инструмента для обработки и контроля, определение оптимальных режимов обработки и технических норм времени на выполнение работ за счет знания закономерностей и особенностей ремонтного производства. Главным требованием к технологии восстановления деталей является обеспечение требуемого уровня служебных свойств деталей при заданной производительности труда с наименьшими общественными затратами.
Проектирование технологического процесса восстановления детали включает в себя целый комплекс работ:
– анализ технологического процесса изготовления детали;
– анализ информации о частотах и характере повреждений отдельных поверхностей деталей;
– систематизацию и анализ возможных способов устранения отдельных дефектов;
– разработку состава и последовательности технологических операций;
– определение оптимальных объемов ремонтных работ; выбор технологических баз; выбор средств технического оснащения (оборудования, приспособлений, обрабатывающего, вспомогательного и мерительного инструмента);
– разработку оригинальных средств технического оснащения;
– выбор режимов резания, схем базирования;
– обоснование межоперационных допусков и припусков на обработку;
– системный анализ разработанных вариантов технологического процесса и выбор оптимального.
РАЗДЕЛ I. ВОССТАНОВЛЕНИЕ ВАЛА-ШЕСТЕРНИ
1. Исходные данные
1. 1 Описание восстанавливаемой детали
Восстанавливаемая деталь – шестерня ведущая цилиндрическая (рис. 1. 1, поз. 4). Шестерня применяется в главной передаче переднего моста автомобиля КАМАЗ 4310 для передачи крутящего момента от ведомого конического зубчатого колеса 2 (рис. 1. 1) к ведомому цилиндрическому зубчатому колесу дифференциала. Эскиз детали приведен на рис. 1. 2.
Шейка вала с диаметром 45 мм устанавливается в роликовом цилиндрическом подшипнике 1 (рис. 1. 1), ступень с диаметром 54 мм устанавливается в роликовом коническом подшипнике. Ведомое коническое зубчатое колесо 2 закрепляется на валу шестерни с помощью призматической шпонки 3.
Число зубьев шестерни 
.
Нормальный модуль 
.
Угол наклона зубьев 
.
Масса детали 
.
Материал детали – сталь 25ХГНМТ (ГОСТ 4543-71). Твердость 
( 
); 
. Остальные данные, необходимые для проектирования, приведены на ремонтном чертеже.
Восстановлению подлежит партия из 
деталей.
Рисунок 1. 1. Узел ведущей шестерни в сборе. 1 – подшипник роликовый радиальный в сборе, 2 – колесо зубчатое ведомое коническое, 3 – шпонка, 4 – шестерня ведущая цилиндрическая, 5 – кольцо внутреннее с сепаратором и роликами в сборе.
1. 2 Возможные дефекты
Возможные дефекты и предельно допустимые размеры приведены в табл. 1. 1. Расположение дефектов указано на рис. 1. 2.
Рисунок 1. 2. Эскиз шестерни ведущей цилиндрической.
Таблица 1. 1. Возможные дефекты детали [3].
| Обозна-чение | Возможный дефект | Размеры, мм | |
| Номинальный | Предельно допустимый без ремонта | ||
| Сколы и трещины*[1] | |||
| Выкрашивание рабочей поверхности зуба* | |||
| I | Износ шейки под роликоподшипник цилиндрический | 
| 
|
| II | Износ шейки под роликоподшипник конический | 
| 
|
| III | Износ резьбы | 
| |
| IV | Износ шпоночного паза | 
| 
|
| V | Износ зубьев по толщине | 
| 
|
2. Выбор способов устранения дефектов.
Величины выявленных дефектов приведены в табл. 2. 1.
Ниже приведены справочные данные по способам устранения различных дефектов валов.
При восстановлении шеек и резьбовых участков рекомендуется вибродуговая наплавка, наплавка в среде углекислого газа, наплавка под слоем флюса, контактная приварка металлического слоя, газотермическое напыление, электроферромагнитное наращивание порошками [10].
После нанесения металлопокрытий наплавленные шейки подвергают черновому и чистовому шлифованию под номинальные размеры на круглошлифовальных одно- или двухкаменных станках методом врезания [11].
Изношенные посадочные места под подшипники качения, шестерни, сальники и другие детали восстанавливают также осталиванием, электронатиранием, хромированием, никелированием, металлизацией, с применением полимеров и электромеханической обработки и в редких случаях кузнечной осадкой или раздачей.
Иногда целесообразно восстанавливать валы напрессовкой втулок, колец, бандажей, т. е. способом использования дополнительных деталей [13].
Таблица. 2. 1. Таблица дефектов.
| Обозн-е дефекта на чертеже | Контролируемый размер, мм | Способы устранения дефекта | |||
| Действи-тельный | Номиналь-ный | Предельно допустимый без ремонта | Принятый | Возможные | |
| I | Ø 44, 75 |
|
| Хромирование | 1. Твердое осталивание. 2. Газоплазм. напыление. 3. Наплавка в среде CO2. [3] |
| II | Ø 53, 82 |
|
| Хромирование | 1. Твердое осталивание. 2. Газоплазм. напыление. 3. Наплавка в среде CO2. [3] |
| III | Срыв более 2-х витков | 
| Удаление резьбы, наплавка, нарезание новой резьбы | 1. Нарезание ремонтной резьбы  [3].
2. Электроконтактная приварка проволоки
| |
| IV | 14, 25 |
| 
| Фрезеровать шпоночный паз под углом  к старому [3]
| 1. Наплавка |
| V | 9, 92 |
|
| Ручная дуговая наплавка | 1. Наплавка под флюсом |
Резьбу валов, имеющую дефекты, удаляют обтачиванием, затем поверхность вала наплавляют проволокой типа Нп-10ГЗ или Св-10Г2, и после протачивания наплавленного металла нарезают резьбу необходимого размера [11].
Восстановление резьбовых участков валов ведется вибродуговой наплавкой или контактной приваркой проволоки. Вибродуговую наплавку следует проводить без подачи охлаждающей жидкости на наплавляемый резьбовой участок детали. Это позволяет в дальнейшем проводить нарезку новой резьбы [10].
Для восстановления резьбы до номинального размера применяют механизированную наплавку, чаще вибродуговую и в среде СО2, реже под флюсом [15].
Небольшой износ шпоночных канавок устраняют вручную или на станках (фрезерных, строгальных, долбежных или токарных), используя различные приспособления. После этого при сборке применяют шпонки увеличенных размеров. При значительном износе канавок их заваривают электродуговой сваркой, а в другом месте делают новые. Если шпонка служит одновременно и для фиксации сопрягаемой детали в определенном положении, менять положение паза на валу нельзя [13].
При износе зубьев шестерни восстанавливают заменой венцов, наплавкой, способом давления и др. [13].
В отдельных случаях наплавляют изношенные зубья газовой или электродуговой сваркой. При наплавке цементованных шестерен пользуются присадочным металлом с более высоким содержанием углерода [13].
Износ зубьев шестерен по боковой поверхности может быть устранен наплавкой с последующей механической обработкой (шлифование зубьев). Наплавку ведут или вдоль зуба (для крупномодульных шестерен), или сразу по всей длине зуба от впадины до вершины зуба [14].
Наплавленные зубья фрезеруют, шлифуют или обрабатывают электроэрозионным способом. Перед наплавкой шестерню отжигают, нагревая до температуры 850–900°С [13].
Пластическим деформированием восстанавливают как блочные, так и одинарные колеса, если они не имеют поломанных зубьев, сколов и трещин [12].
Вдавливание ведут с нагревом. Получают припуски на механическую обработку: 1, 4... 1, 5 мм по толщине зубьев, 0, 5... 0, 7 мм по наружному диаметру и 1, 2... 1, 4 по диаметру внутреннего отверстия. Затем деталь нормализуют, обрабатывают лезвийным инструментом, закаливают, отпускают и шлифуют зубья [12].
Принятые и возможные способы устранения каждого дефекта занесены в табл. 2. 1.
3. Разработка маршрута восстановления
|
|
|
