Восстановление деталей обработкой под ремонтный размер

4. температура рабочей жидкости должна быть не более 15…20°С.

Технические требования при ремонте пневматических подвесок:

1. при испытаниях пневмобаллонов ход на сжатие и на отбой равен 132 мм,

2. эффективный статический прогиб в зависимости от объема дополнительного резервуара и изменения давления от 0,1…0,5 МПа изменяется в пределах 75…200 мм.

Тема: Проектирование технологических процессов восстановления.

1. Исходные данные и последовательность разработки техпроцесса восстановления

2. Выбор метода восстановления

3. Технологические документы. Типовой техпроцесс

Вопрос 1. Исходная информация делится на:

1. базовую (конструкторская документация, объем выпуска отремонтированных изделий),

2. руководящую (содержит данные стандартов, инструкций и перспективных разработок),

3. справочную (содержит справочные данные стандартов, опыт ремонта аналогичных изделий и результаты научных исследований).

Исходные данные:

1) годовая производственная программа ремонтируемых объектов,

2) чертежи узла или сборочной единицы,

3) рабочие чертежи детали с тех. условиями на ремонт и контроль,

4) техпроцесс изготовления детали на машиностроительном заводе для установления технологической преемственности процессов изготовления и ремонта,

5) сведения о вероятностных состояниях детали ремонтного фонда,

6) указания о предпочтительности методов устранения отдельных дефектов и сочетаний дефектов,

7) справочные и паспортные данные об оборудовании, руководящие и нормативные технологические материалы.

Последовательность проектирования:

1. анализ исходных данных,

2. выбор действующего типового или группового техпроцесса, либо поиск аналога единичного процесса,

3. определение ремонтной заготовки и технологических методов устранения дефектов на основе экономического анализа,

4. выбор технологичны баз, оценка точности и надежности базирования,

5. составление технологических маршрутов ремонта деталей (разработка состава и рациональной последовательности технологических операций),

6. разработка технологических операций, рациональное построение операций, разработка последовательности переходов операций,

7. выбор средств технологического оснащения,

8. выбор и расчет режимов обработки,

9. расчет припусков на обработку,

10. нормирование технологического процесса, определение норм времени, расходов материала, разряды работ и обоснование профессий исполнителя,

11. установление требований к технике безопасности и обеспечению защиты окружающей среды,

12. расчет экономической эффективности проекта,

13. оформление технологических документов.

Вопрос 2. Выбор метода восстановления

Оптимальный способ восстановления определяется тремя критериями:

1) применимости,

2) долговечности,

3) технико-экономическим критерием.

1) критерий применимости – технологический критерий, определяет принципиальную возможность применения различных способов восстановления по отношению к конкретным деталям.

Критерий применимости способа определяется формулой:

где Мд - материал детали,

Фд - форма восстановленной поверхности детали,

Dд - диаметр восстановленной поверхности детали, крупногабаритные детали восстанавливают ручной электродуговой наплавкой, детали среднего размера – под слоем флюса, мелкие детали с диаметром менее 50 мм – вибродуговой наплавкой,

Ид - износ детали: при износе от 0,1 до 0,2 мм – хромируем, 0,2…0,8 мм – железнение, 0,3…1 мм – вибродуговая наплавка, 1,5…4 мм – наплавка под слоем флюса,

Нд - значение и характер воспринимаемой деталью нагрузки, нельзя восстанавливать вибродуговой наплавкой детали, воспринимающие при работе большие ударные и динамические нагрузки (коленвалы, цапфы управляемых колес и др.),

- сумма технологических особенностей метода, определяющих область его рационального применения.

Как правило, не восстанавливают детали, отвечающие за безопасности движения автомобиля.

2) Критерий долговечности определяет работоспособность восстановленных деталей. Выражается через коэффициент долговечности – это отношение долговечности восстановленной детали к долговечности новой детали данного наименования.

Коэффициент долговечности определяется как функция:

Ки - коэффициент износостойкости,

Кв - коэффициент выносливости,

Ксц - коэффициент сцепляемости.

Ки и Кв определяются на основании стендовых и эксплуатационных испытаний новых и восстановленных деталей или соответствующих им образцов на специальных установках или стандартных машинах (машины для испытания на усталость, машины трения).

,

где iO  - опытное значение для данной детали прочности сцепления нарощенного слоя с основным металлом.

iЭ - эталонное значение прочности сцепления.

Эталонное значение для наружных стальных поверхностей, воспринимающих значительные ударные нагрузки – 5 МПа.

Опытное значение прочности сцепления нарощенного слоя с основным металлом определяют методом отрыва штифта от покрытия.

Коэффициент сцепления не может быть больше 1. Ки и Кв могут быть больше 1, так как с помощью специальных покрытий и упрочняющих операций можно создать значение износостойкости и выносливости больше чем у новых деталей.

Kд иногда может быть функцией одного или двух аргументов.

Например, для пластического деформирования коэффициент сцепления может быть исключен, либо может быть принят равным 1 для наплавки под слоем флюса.

3. Технико-экономический критерий

Экономический эффект от внедрения разработанного процесса восстановления детали

где Сб - себестоимость восстановления по базовому варианту;

Сi - себестоимость восстановления по внедряемому варианту

EH - нормативный коэффициент эффективности капвложений;

ki и kб - капитальные вложения по внедряемому и базовому восстановлению;

NВ - программа восстановления.

Вопрос 3. Технологические документы. Типовой техпроцесс

Технологическая документация:

1. Ведомость оснастки. В ней указывают информацию о технологической оснастке.

2. Маршрутная карта. Основной и обязательный документ, в котором описывается весь процесс технологической последовательности.

3. Операционная карта. Описываются технологические операции с указанием последовательного выполнения переходов. Указываются данные о средствах технологического оснащения, технологических режимах и трудозатратах.

4. Карта эскизов – графический документ, содержащий эскиз обработки, а также схемы и таблицы при необходимости.

Карта эскизов необходима для пояснения выполнения технологического процесса, операции или переходов.

Все документы оформляют по ГОСТ 3.1105-84.

Типовой техпроцесс.

Типовые техпроцессы – это база для разработки техпроцесса восстановления любой детали одного класса в различных условиях.

Кроме этого они способствуют разработке более совершенных технических условий на ремонт и сборку автомобиля.

Классификация деталей при восстановлении.

Классификация деталей отличается от классификации в машиностроении тем, что учитывает дефекты встречающиеся в деталях в результате утраты ими работоспособности и применяемых способов восстановления.

1 класс: Корпусные детали.

Имеет 2 группы.

1 группа: картеры (блока цилиндров, КП).

2 группа: крышки картеров.

2 класс: Плоские детали вращения.

1 группа: ступицы колес, чашки дифференциалов.

2 группа: диски сцепления, маховики, у которых h/d ≤ 1,5.

3 класс: Валы.

1 группа: валы эксцентриковые, коленвалы и др.

2 группа: валы ступенчатые со шлицами, шпоночными пазами, поворотные кулаки, крестовины и т.д.

3 группа: валы длинные с наличием шлицев, резьбы, зубчатых колес - полуоси, карданные валы и т.д.

4 класс: Цилиндрические гладкие стержни с наличием сложных поверхностей.

1 группа: поршневые пальцы, валики водяного насоса, шкворни и др.

2 группа: впускные, выпускные клапана, толкатели и т.д.

5 класс: Не круглые стержни, рычаги прямые и изогнутые.

1 группа: шатуны, рычаги коромысел клапанов, вилки переключения передач и др.

2 группа: балки передних осей, лонжероны рам и др.

6 класс: Втулки

7 класс: Кронштейны

8 класс: Шестерни

9 класс: Жестяницкие детали

10 класс: Мелкие детали топливной аппаратуры и др.

11 класс: Нормали (болты, шпильки, винты).

Тема: Восстановление корпусных деталей

1. Условия работы и основные дефекты.

2. Особенности техпроцесса восстановления

3. Типовой техпроцесс восстановления

Вопрос 1. Корпусные детали (блоки цилиндров, картеры КП и задних мостов)

Блоки цилиндров

ЗИЛ-130: КЧ, НВ 170…230.

КамАЗ: КЧ.

ЯМЗ: легированный чугун НВ 170…240.

ЗМЗ: алюминиевый сплав АЛ4

Головки блоков из алюминиевого сплава кроме ЯМЗ (из легированного чугуна).

У КЧ жесткость больше, чем у алюминиевого сплава.

Корпусные детали трансмиссии изготавливают из серого чугуна.

Корпусные детали подвергаются химическому и тепловому воздействиям, а также влиянию абразивной среды и значительным переменным нагрузкам.

Характерные дефекты:

- механические повреждения (трещины, сколы);

- нарушение геометрических размеров формы и взаимного расположения поверхностей;

- прогары – оплавления у кромок камеры сгорания;

- коррозионные разрушения.

Вопрос 2.

При восстановлении устраняют повреждения резьбы, удаляют обломанные болты и шпильки. Затем устраняют механические повреждения (трещины) и коррозионные разрушения.

Износ и срыв резьбы восстанавливают заваркой отверстия с последующим нарезанием резьбы; установкой ввертыша; нарезанием резьбы ремонтного размера; установкой резьбовой спиральной вставки.

Заварка резьбовых отверстий: удаляют старую резьбу рассверливанием, затем заваривают отверстие присадочным материалом – чугунными прутками с повышенным содержанием кремния или поршневые кольца из серого чугуна. Место заварки обрабатывают заподлицо (на одном уровне с основным металлом), сверлят отверстие и нарезают резьбу номинального размера.

Недостаток: термическое влияние.

Требуется точно сохранить межосевые расстояния.

Устранение трещин.

Проводят сваркой.

Недостатки: отбел чугуна в околошовной зоне, затрудняющий механическую обработку; остаточные напряжения, искажающие геометрические параметры деталей и образование пористости.

Поэтому применяют устранение трещин фигурными вставками, (стягивающими и уплотняющими). Процесс заключается в подготовке вдоль и поперек трещин специальных пазов, в которые устанавливают специальные вставки из малоуглеродистой или легированной стали.

Это позволяет избежать изменения структуры металла, остаточных напряжений и искажения геометрии.

Стягивающие вставки позволяют стягивать боковые кромки стержней на толстостенных деталях.

Перемычки между клапанными гнездами в головках блока цилиндров.

Техпроцесс постановки стягивающих вставок.

Перпендикулярно трещине сверлят 6 отверстий по 3 с каждой стороны, диаметром 3,5 мм и шагом 4,2 мм на глубину 10 мм. Затем удаляют перемычки между просверленными отверстиями специальным пробойником в виде пластины.

Фигурная вставка после расклепки должна обеспечивать геометричность в течении 3 минут при давлении 0,4 МПа.

Уплотняющие вставки применяют для деталей с трещинами не более 400 мм (длина) в местах доступных для сверления.

Ширина трещины не более 1,5 мм. Толщина стенок деталей менее 9 мм.

В подготовленный паз устанавливают вставки поперек трещины, затем вдоль и расклепывают пневмомолотком.

Перед постановкой вставки паз продувают сжатым воздухом, обезжиривают ацетоном и смазывают эпоксидной смолой.

Глубина паза должна быть на 2…4 мм меньше толщины стенки детали.

Вставки устанавливают в несколько слоев до полного закрытия паза с последующим расклепыванием каждого слоя.

Схема расположения отверстий по трещине под уплотняющие вставки.