Характеристика детали и условий её работы

 

Деталь - ступица переднего колеса а/м ЗИЛ-130.

Материал: чугун КЧ 35-10. Твердость: НВ 163, не более.

Класс деталей: «полые цилиндры».

Детали этого класса подвергается механическим нагрузкам и для них основным видами износа являются коррозионно-механический и молекулярно-механический,

которые характеризуются следующими явлениями - молекулярным схватыванием, переносом материала, разрушением возникающих связей, вырыванием частиц и образованием продуктов химического взаимодействия металла, с агрессивными элементами среды. Полые стержни работают в условиях трения, которое сопровождается цикличным изменением температуры и наличием агрессивной среды.

Основные дефекты, характерные для деталей этого класса - износ внутренних и наружных посадочных мест под подшипники; износ шеек под сальники; износы, задиры, кольцевые риски на трущихся поверхностях.

Внутренние и наружные поверхности этих деталей, а также их торцы являются базовыми при механической обработке.

Износ отверстий под подшипники и шейку шестерни, сальники устраняют постановкой дополнительных ремонтных деталей (ДРД) - втулок. Если же при восстановлении отверстий под подшипники и сальники используется вибродуговая наплавка, то они сначала растачиваются, наплавляются в 2 слоя, а затем растачиваются в соответствии с заданным размером.

При восстановлении полых стержней необходимо обеспечивать размеры и шероховатость восстановленных поверхностей, твердость и прочность сцепления нанесено - го материала с основным металлом, а также соосность и симметричность относительно общей оси, допустимую цилиндричность и круглость.

Выбор рационального способа восстановления детали ведется по трем критериям: применимости, долговечности, экономичности. Критерий применимости определяет принципиальную возможность применения различных способов восстановления по отношению к конкретной детали. Критерий долговечности определяет работоспособность восстанавливаемой детали. Критерий экономичности определяет себестоимость восстанавливаемой детали. Критерии долговечности и экономичности определяются по таблице. Выбор рационального способа восстановления представляются в виде таблицы. Выбор рационального способа восстановления детали

Таблица 2.2

Номер и наименование дефекта	Возможные способы восстановления по критериям					Принятый способ восстановления
	Применимости	Износостойкости	Выносливости	Долговечности	Экономичности
1	2	3	4	5	6	7
Износ отверстия под наружное кольцо внутреннего подшипника	Постановка					Постановка втулки
	втулки,	0,90	0,90	0,81	242
	электроимпульсная наплавка	0,70	0,60	0,42	97,5
Износ отверстия под наружное кольцо наружного подшипника						Постановка втулки
	Постановка втулки, электроимпульсная наплавка	0,90 0,70	0,90 0,60	0,81 0,42	242 97,5
Износ резьбы	Нарезание резьбы большего диаметра	0,90	0,62	0,62	52,0	Нарезание резьбы больше - го диаметра

 

Я выбрал способ восстановления постановка втулки (ДРД), т.к. этот способ имеет большие критерии износостойкости, выносливости, долговечности, чем при электроимпульсной наплавке, дорогостоящий, но ремонтная деталь является ответственной, то ей необходимы эти критерии в больших значениях.

Схема технологического процесса - последовательность операций необходимых для устранения дефекта детали. При наличии на детали нескольких дефектов, схемы составляются на каждый дефект в отдельности.

 

 

 

№ дефекта	Дефект	Способ устранения	№ операции	Наименование и содержание операции	Установочная база
1 схема
2	Износ отверстия под наружное кольцо внутреннего подшипника	Постановка втулки	0,5 10 15 20 25 30 35 40 45	слесарная изготовление заготовки; токарная свертывание втулки; снятие фаски; подготовка ремонтируемого отверстия под свертную втулку; растачивание отверстия; нарезка на обработанной поверхности винтообразной канавки; установка втулки в ремонтируемое отверстие; раскатка втулки; обработка фаски;	Наружная цилиндрическая поверхность
2 схема
3	Износ отверстия под наружное кольцо внутреннего подшипника	Постановка втулки	0,5 10 15	слесарная изготовление заготовки; токарная свертывание втулки; снятие фаски

 

План технологических операций

 

В этом разделе необходимо определить последовательность выполнения операций, подобрать оборудование, приспособления, режущие и измерительные инструменты. Каждая последующая операция должна обеспечивать сохранность качества рабочих поверхностей деталей достигнутых в предыдущих операциях.

 

Таблица 2.4

№ операции	Наименование и содержание операции	Установочная база	Оборудо-вание	Приспособление	Инструмент
					рабочий	Измеритель-ный
05	Контроль размера 2-х отверстий					Пробка
110	токарная Свертывание втулок из заготовок для отверстий внутреннего и наружного подшипника	наружная цилиндрическая поверхность	токарно-винторезный станок модели 163	спецприспособление		Штангенциркуль ШЦ-1-125-01
15	Снятие фасок с торцов втулок для отверстий внутреннего и наружного подшипников		токарно-винторезный станок модели 163	поводковый патрон с поводком	Проходной резец с пластинкой Р-18
20	Растачивание отверстия под кольцо (внутреннего подшипника)		токарно-винторезный станок модели 163	поводковый патрон с поводком	проходной резец с пластинкой Р-18
25	Нарезка на обработанной поверхности винтообразной канавки под кольцо внутреннего подшипника		токарно-винторезный станок модели 163	поводковый патрон с поводком	проходной резец с пластинкой Р-18

 

Расчёт припусков

 

Припуском называется слой металла, подлежащий удалению с поверхности заготовки в процессе обработки для получения готовой детали. Припуски делятся на: общие и межоперационные(промежуточные).

Общий - припуск снимаемый в течении всего процесса обработки данной поверхности.

Межоперационный - припуск, который удаляют при выполнении отдельной операции.

Исходные данные:

дефект - износ отверстия под наружное кольцо внутреннего подшипника

диаметр номинальный - d_н= (мм)

диаметр изношенный - d_и= (мм)

операции по восстановлению: 1) растачивание (придание отверстию правильной формы)

2) напрессовка втулки произвольной толщиной 3 мм, для ее входа в ремонтируемое отверстие

3) растачивание втулки под требуемый ремонтный размер её толщины 0,025 мм

4) раскатывание втулки толщиной 0,025 мм под номинальный размер ремонтируемого отверстия.

Расчетная толщина втулки:

 

δ= мм.    [3,1]

 

P=0,0453 , удельное контактное давление; [Л-7, стр. 70]

d=119,941 мм;

n= ; [3,2]

 

где [σ]=60 , допускаемые напряжения; [Л-7, стр. 70]

=33 , предел текучести материала втулки; [Л-7, стр. 70]

 

n= = ;

 

δ= мм.

 

Материал втулки: сталь 40Г.

 

Таблица 3.1

№	Переходы	Припуски 2Zmin	Допуски Тdi, мм	Размер до обработки	Размер После обработки
1	Растачивание (придание отверстию правильной формы) с d=119,990 до d=120,290	0,30	0,138	119,990	120,290
2	Напрессовка втулки произвольной толщиной 3 мм, для её входа в ремонтируемое отверстие с d=120,290 до d=117,290	3,00	-	120,290	117,290
3	Растачивание втулки под требуемый расчетный размер её толщины равный 0,0004 мм с d=117,290 до d=119,915	2,625	0,0217	117,290	119,915
4	Раскатывание втулки толщиной 0,025 мм под номинальный размер ремонтируемого отверстия с d=119,940 до d=119,941	0,001	0,01	119,940	119,941

 

Расчёт режимов обработки

Расчёт режимов при растачивании отверстия

1) глубина резания:

 

 [3.3]

 

2) расчётная длинна обработки:

 

 [3.4]

 

2…6, величина подвода врезания и перебега инструмента;

; [Л-3, стр. 74]

3) значение подачи:

; [Л-7, стр. 344]

4) уточнение по паспорту станка:

5) определение стойкости инструмента:

; [Л-20, стр. 26]

6) расчёт скорости резания:

 

 [3.5]

 

Vтабл=30 м/мин (для резцов из быстрорежущих сталей Р18); [Л-20, стр. 29]

К1=0,7, для КЧ 35-10; [Л-20, стр. 29]

К2=1,15, зависящий от стойкости инструмента; [Л-20, стр. 29]

К3=1,0 для продольного точения; [Л-20, стр. 29]

7) число оборотов шпинделя:

 

 [3.6]

 

V=24,15, см. п. 6;

D=199,99, диаметр изношенного отверстия;

8) уточнение оборотов шпинделя по паспорту станка:

63 (об/мин)

9) уточнение скорости резания по принятому числу оборотов:

 

 [3.7]

 

10) расчёт основного (машинного) времени обработки:

 

 [3.8]

 

11) проверочный расчёт по мощности:

а) силы резания:

; [Л-20, стр. 35], [3.9]

 б) мощность резания:

 

; [Л-20, стр. 35], [3.11]

 

в) коэффициент использования станка по мощности:

 

 [3.12]

 

=0,05<1 - значит станок выбран правильно.

Расчёт режимов при запрессовке втулки:

3) значение подачи:

4) уточнение по паспорту станка:

2) расчётная длинна обработки:

 

2…6

 

4) определение усилия запрессовки:

 

; [K-7, стр. 69], [3.13]

 

- коэф. трения; [K-7, стр. 69]

-номинальный диаметр отверстия; [K-7, стр. 69]

-длина резания; [K-7, стр. 69]  - удельное контактное давление сжатия; [K-7, стр. 69]

5) расчёт основного (машинного) времени обработки:

 

 [3.14]