Разработка технологического процесса восстановления шатуна двигателя автомобиля ГАЗ-53А

[pic], (1.7)

[pic], (1.8)

Здесь и далее индексы при обозначении Rz, T, p, (, ( показывают, с

учётом качества каких поверхностей нужно определить значение этих

параметров.

[pic]мм;

[pic]мм.

4). Определяем припуски на чистовую механическую обработку

восстановленной детали и её предельные размеры после черновой

обработки:

[pic], (1.9)

[pic], (1.10)

[pic], (1.11)

[pic], (1.12)

[pic]мм,

[pic]мм.

5). Определяем припуски на черновую обработку восстановленной детали

и её предельные размеры после восстановления:

[pic], (1.13)

где d – диаметр обрабатываемого отверстия, мм; (отв. – допуск на диаметр

обрабатываемого отверстия в зависимости от точности отверстия, мм.

[pic], (1.14)

[pic], (1.15)

[pic], (1.16)

[pic]мм,

[pic]мм.

6). Определим толщину наращиваемого слоя при восстановления детали:

[pic], (1.17)

[pic], (1.18)

[pic]мм,

[pic]мм.

7). Проверяем правильность расчёта припусков по каждому переходу и

толщины восстанавливаемого слоя:

[pic], (1.19)

[pic], (1.20)

[pic], (1.21)

[pic], (1.22)

[pic]мм,

[pic]мм.

Последовательность операций при восстановлении размеров отверстия

нижней головки шатуна:

1). Чистовое растачивание с целью исправления геометрических

параметров отверстия нижней головки шатуна.

2). Восстановление детали путём нанесения гальванического покрытия.

Применяем железнение.

3). Предварительная механическая подготовка. Назначаем чистовое

шлифование.

4). Окончательная механическая обработка. Применяем хонингование с

целью достижения необходимых параметров шероховатости.

Определение припуска на механическую обработку отверстия в верхней

головке шатуна: верхнюю головку восстанавливаем растачиванием отверстия в

верхней головке шатуна до ремонтного размера (26,27+0,023 мм).

Выбраковочный размер детали равен 25,007 мм, поэтому припуск принимаем

равным 0,25 мм.

Таблица 1.4

Расчёт припусков и предельных размеров на обработку детали.

|переходы | | |р | | | |

|Rz |T |p |( | | | |Номинальный. |Наибольший |Номинальный. |Наибольший |

|Диаметр-отверстия |--- |--- |--- |--- |--- |--- |--- |--- |--- |--- |--- |

|Разница при дефектовке |0,02 |0,01 |0,021 |0,03 |--- |63,5 |0,012 |63,5

|63,512 |--- |--- | |Разница после восстановления |0,5 |0,2 |0,05 |1,1

|0,365 |62,862 |0,25 |62,673 |63,038 |0,3904 |0,755 | |Черновая механич.

обработка |0,099 |0,063 |0,041 |0,75 |0,162 |63,776 |0,15 |63,674 |63,824

|0,162 |0,282 | |Чистовая механич. обработка |0,005 |0,01 |0,021 |0,03

|0,08 |62,416 |0,012 |63,403 |63,428 |0,08 |0,11 | |

1.10 Разработка восстановительных операций.

Для восстановления отверстия в нижней головке шатуна наибольшее

применение получило осталивание (железнение) ванным методом. Сущность

процесса состоит в том, что в качестве ванны используется сама деталь.

Электролит удерживается в изношенном отверстии при помощи приспособлений с

уплотнениями. В качестве источника питания для наносимого покрытия

используется растворимые аноды из стали 10, 20.

В настоящее время в производстве широко используется железнение в

холодном электролите на асимметричном токе с катодно-анодным соотношением

((8(10. Для железнения применяется электролит с концентрацией хлористого

железа FeCl24H2O – 200 г/л, йодистый калий KI – 20 г/л, HCl – 15 г/л.

Температура электролита поддерживается в пределах 50 (С, а плотность тока

50(60 А/дм.

Технологический процесс железнения включает операции: электрохимическое

обезжиривание, анодное травление, железнение, нейтрализацию с последующими

промывками после каждой операции. Далее шатуны отправляют в сушку.

1.11 Расчёт режимов механической обработки.

При обработке деталей на металлорежущих станках элементами режима

обработки является: глубина резания, подача, скорость резания, мощность

резания.

1.11.1 Расточная обработка.

Обрабатываем отверстие нижней головки шатуна. Глубина резания t при

черновой обработке равна или кратна припуску z на выполняемом

технологическом переходе. При чистовой обработке (Ra<2,5) глубина резания

принимается в пределах 0,1(0,4 мм. После назначения глубины резания t(0,1

мм назначаем подачу из числа существующих в характеристике станка S=0,1

мм/об.

Скорость резания v рассчитывается по формуле:

[pic], (1.23)

где Сv, m, xv, yv – коэффициенты и показатели степени, учитывающие условия

обработки; Т – период стойкости режущего инструмента; Kv – поправочный

коэффициент, учитывающий условия обработки, которые не учтены при выборе

Cv.

Период стойкости режущего инструмента Т принимаем равным 60 минутам.

Поправочный коэффициент Kv рассчитываем по формуле:

[pic], (1.24)

где Kmv(1,67 – коэффициент, учитывающий механические свойства

обрабатываемого материала; Knv(1 – коэффициент, учитывающий состояние

поверхности заготовки; Kуv(1 коэффициент, учитывающий главный угол резца в

плане; Kу1v(0,9 – коэффициент, учитывающий вспомогательный угол резца в

плане; Krv(1 – коэффициент, учитывающий радиус при вершине режущей части

резца; Kqv(0,91 – коэффициент, учитывающий размеры державки резца; Kоv(1 –

коэффициент, учитывающий вид обработки; Kuv(0,9 – коэффициент, учитывающий

вид материала режущей части инструмента.

[pic].

Определим скорость резания по формуле (1.23):

[pic]м/мин.

По расчётному значению скорости резания определяется частота вращения

шпинделя с закреплённым резцом:

[pic], (1.25)

где dД – диаметр детали (отверстия), мм.

[pic]об./мин.

Максимальная частота вращения шпинделя станка равна 450 об./мин.

Принимаем частоту вращения шпинделя, близкую к расчётной n(350 об./мин.

Тогда скорость обработки рассчитывается по формуле:

[pic], (1.26)

[pic]м/мин.

Рассчитанные элементы режима резания необходимо проверить по мощности

электродвигателя станка. Мощность резания определим по формуле:

[pic], (1.27)

где рz – составляющая силы резания.

[pic], (1.28)

где Срz, xрz, yрz, nрz – коэффициенты и показатели степеней, учитывающие

условия обработки; Крz – поправочный коэффициент, учитывающий условия

обработки, неучтённые коэффициентом Срz.

[pic], (1.29)

где КMрz(0,68 – коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого

материала; К(рz(1 – коэффициент, учитывающий главный угол в плане режущей

части инструмента; Кyрz(0,94 – коэффициент, учитывающий передний угол

режущей части инструмента; К(рz(1,1 – коэффициент, учитывающий угол наклона

лезвия; КRрz(1 – коэффициент, учитывающий влияние радиуса при вершине

резца.

[pic].

Коэффициент КRрz не учитываем, т.к. сталь резца не быстрорежущая.

[pic]Н – составляющая силы резания.

[pic]кВт – мощность резания.

Мощность резания, приведённая к валу электродвигателя, должна быть

равна или несколько меньше мощности электродвигателя станка.

Условие выполняется: Nр

0,23<3.

1.11.2 Железнение.

После выполнения токарной обработки предусмотрена гальваническая

операция (железнение – см. п. 1.10) отверстия нижней головки шатуна.

1.11.3 Шлифование.

Чистовое шлифование отверстия нижней головки шатуна. При шлифовании

периферией круга с радиальной подачей (врезное шлифование) мощность

определяется по формуле:

[pic], (1.30)

где d – диаметр шлифования, мм; b – ширина шлифования, мм; v'd – скорость

вращательного движения детали, об./мин; Sp – перемещение шлифовального

круга в радиальном направлении, мин./об., Сn, r, y, q, z – поправочный

коэффициент и степени для табличных условий работы.

[pic]об./мин.

[pic]кВт.

Условие выполняется: Nр

3,6<8,275.

1.11.4. Хонингование отверстия нижней головки шатуна.

Определяем скорость резания по формуле:

[pic], (1.31)

где vв – скорость вращательного движения хона, об./мин.; vв-п – скорость

возвратно-поступательного движения хона, м/мин.

[pic], (1.32)

где D(63,4 мм – диаметр хонингуемого отверстия; n(155 об./мин. – частота

вращения шпинделя станка.

[pic], (1.33)

где nвх(10 ход/мин. – число двойных ходов хона; Lх(0,15 м – длина хона.

[pic]м/мин.

[pic] м/мин.

Мощность при вращательном движении определяется по формуле:

[pic], (1.34)

где Рх – осевая составляющая силы резания, м.

[pic], (1.35)

где fх – коэффициент трения резания; р – давление брусков, Па; S – площадь

контакта одного бруска с обрабатываемой поверхностью, м2; n – количество

брусков в хоне, ед.

[pic]Н.

[pic]кВт.

Условие выполняется: Nв

1,25<2,8.

1.11.5 Растачивание отверстия верхней головки шатуна.

Протачиваем отверстие верхней головки шатуна до ремонтного размера.

Глубина резания t при черновой обработке равна или кратна припуску z на

выполняемом технологическом переходе. При чистовой обработке (Ra<2,5)

глубина резания принимается в пределах 0,1(0,4 мм. После назначения глубины

резания t(0,1 мм назначаем подачу из числа существующих в характеристике

станка S=0,1 мм/об.

Скорость резания v рассчитывается по формуле:

[pic], (1.23)

где Сv, m, xv, yv – коэффициенты и показатели степени, учитывающие условия

обработки; Т – период стойкости режущего инструмента; Kv – поправочный

коэффициент, учитывающий условия обработки, которые не учтены при выборе

Cv.

Период стойкости режущего инструмента Т принимаем равным 60 минутам.

Поправочный коэффициент Kv рассчитываем по формуле:

[pic], (1.24)

где Kmv(1,67 – коэффициент, учитывающий механические свойства

обрабатываемого материала; Knv(1 – коэффициент, учитывающий состояние

поверхности заготовки; Kуv(1 коэффициент, учитывающий главный угол резца в

плане; Kу1v(0,9 – коэффициент, учитывающий вспомогательный угол резца в

плане; Krv(1 – коэффициент, учитывающий радиус при вершине режущей части

резца; Kqv(0,91 – коэффициент, учитывающий размеры державки резца; Kоv(1 –

коэффициент, учитывающий вид обработки; Kuv(0,9 – коэффициент, учитывающий

вид материала режущей части инструмента.

[pic].

Определим скорость резания по формуле (1.23):

[pic]м/мин.

По расчётному значению скорости резания определяется частота вращения

шпинделя с закреплённым резцом:

[pic], (1.25)

где dД – диаметр детали (отверстия), мм.

[pic]об./мин.

Максимальная частота вращения шпинделя станка равна 2000 об./мин.

Принимаем частоту вращения шпинделя, близкую к расчётной n(850 об./мин.

Тогда скорость обработки рассчитывается по формуле:

[pic], (1.26)

[pic]м/мин.

Рассчитанные элементы режима резания необходимо проверить по мощности

электродвигателя станка. Мощность резания определим по формуле:

[pic], (1.27)

где рz – составляющая силы резания.

[pic], (1.28)

где Срz, xрz, yрz, nрz – коэффициенты и показатели степеней, учитывающие

условия обработки; Крz – поправочный коэффициент, учитывающий условия

обработки, неучтённые коэффициентом Срz.

[pic], (1.29)

где КMрz(0,68 – коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого

материала; К(рz(1 – коэффициент, учитывающий главный угол в плане режущей

части инструмента; Кyрz(0,94 – коэффициент, учитывающий передний угол

режущей части инструмента; К(рz(1,1 – коэффициент, учитывающий угол наклона

лезвия; КRрz(1 – коэффициент, учитывающий влияние радиуса при вершине

резца.

[pic].

Коэффициент КRрz не учитываем, т.к. сталь резца не быстрорежущая.

[pic]Н – составляющая силы резания.

[pic]кВт – мощность резания.

Мощность резания, приведённая к валу электродвигателя, должна быть

равна или несколько меньше мощности электродвигателя станка.

Условие выполняется: Nр

0,50<3.

1.12 Техническое нормирование операций технологического процесса.

Норма времени включает ряд элементов: tо – основное время; tв –

вспомогательное время; tорм – время обслуживания рабочего места; tп – время

перерыва на отдых; Tп-з – подготовительно-заключительное время.

Основное время – время в течение которого происходит изменение

размеров, формы и свойств обрабатываемых поверхностей детали.

Вспомогательное время включает две составляющие: время на установку и

снятие детали и время, связанное с переходом.

Время обслуживания рабочего места и время перерыва на отдых принимается

в процентах от оперативного времени, которое равно сумме основного и

вспомогательного времени.

Подготовительно-заключительное время даётся на парию и не зависит от

величины этой партии.

Штучно-калькуляционное время определяется по формуле:

[pic], (1.30)

где n – размер партии деталей.

Размер партии определяется по формуле:

[pic], (1.31)

где N(20000 шт. – производственная программа; Dx – число дней хранения (10-

20 дней); Dp – число рабочих дней в году.

[pic]деталей.

Расточная обработка отверстия нижней головки шатуна:

[pic], (1.32)

где Lpx – длина рабочего хода инструмента, мм; i – число проходов; n –

частота вращения детали, об./мин.; S – подача инструмента за один оборот

детали, мм/об.

[pic]мин.

[pic], (1.33)

где tву - вспомогательное время на установку-снятие; tвп - вспомогательное

время, связанное с переходом.

[pic]мин.

Растачивание отверстия верхней головки шатуна:

[pic]мин.

Шлифование отверстия нижней головки шатуна:

[pic], (1.34)

где Lpx – длина рабочего хода инструмента, мм; h – припуск на диаметр, мм;

K3 – коэффициент ходов; nD – частота вращения детали, об./мин.; Sпр –

глубина шлифования, мм.

[pic]мин.

Хонингование отверстия нижней головки шатуна:

[pic], (1.35)

где z – припуск на диаметр, мм; b – толщина слоя металла, снимаемого за

двойной ход хона, мм.

[pic]мин.

Гальваническое покрытие.

Восстанавливаем размеры отверстия нижней головки шатуна:

[pic], (1.36)

где h – толщина покрытия, мм; ( - плотность осаждённого металла, г/см3; Dк

– плотность тока на катоде, А/дм2; С – электрохимический эквивалент, г/А(ч;

( - коэффициент выхода металла по току.

[pic]мин.

[pic], (1.37)

где n1 – количество деталей, загруженных в ванну; Ku – коэффициент

использования ванн.

[pic]мин.

Заключение

В процессе выполнения курсовой работы были углублены и закреплены

знания по дисциплине. Был выполнен расчёт для определённого задания и

получены практические знания по проектированию процесса восстановления

детали автомобиля. В соответствии с заданием на курсовую работу разработан

технологический процесс восстановления шатуна двигателя ЗМЗ-53 автомобиля

ГАЗ-53А и выбрано необходимое техническое оборудование, а также рассчитаны

режимы и нормы времени на механическую обработку.

Список использованных источников

1). Единый тарифно-квалификационный справочник работ и профессий рабочих. –

М.: Машиностроение, 1986 г.

2). Иванов В.Б. Справочник по нормированию труда на автомобильном

транспорте. – Киев: Техника, 1991 г.

3). Малдык Н.В., Зелкин А.С. Восстановление деталей машин: Справочник. –

М.: Машиностроение, 1989 – 420 с.

4). Основы технологии производства и ремонта автомобилей: Метод.

указания./Сост. А.Д. Полканов, ВоГТУ: - Вологда, 1999 г.

5). Справочник технолога авторемонтного производства./Под редакцией Г.А.

Малышева. – М.: Транспорт, 1977 г.

6). Справочник технолога-машиностроителя. Т. 1/Под редакцией А.Г. Косиловой

и Р.К. Мещерякова. – М.: Машиностроение, 1972 г.

7). Справочник технолога-машиностроителя. Т. 2/Под редакцией А.Н. Малого. –

М.: Машиностроение, 1972 г.

Страницы: 1, 2

МЕНЮ

Разработка технологического процесса восстановления шатуна двигателя автомобиля ГАЗ-53А

ИНТЕРЕСНОЕ