Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего

профессионального образования

«Оренбургский Государственный Университет»

Аэрокосмический институт

Кафедра «Материаловедение и технология металлов».

Курсовой проект

по дисциплине:

«Технологические методы повышения износостойкости и восстановления

деталей машин».

Тема проекта: Технологический процесс восстановления детали «Вал сцепления».

Руководитель:

_______________А.Д. Проскурин

Исполнитель

студент группы 08ТПИ Суптеля Р.Д.

Оренбург 2013г.

Содержание

Введение

1. Валы. Характеристика, условия эксплуатации.

2. Способы восстановления валов

1.2.1 Наплавка порошковой проволокой

1.2.2 Наплавка в среде углекислого газа

1.2.3 Вибродуговая наплавка

1.2.4 Упрочнение деталей поверхностной закалкой

2.Виды механической обработки валов

1. Токарная обработка

2. Фрезерная обработка

3. Шлифовальная обработка

3. Обоснование и выбор способа восстановления вала

4. Разработка технологического процесса восстановления вала

1. Разработка технологического маршрута восстановления вала

2. Расчет припусков и режимов резания при наплавке и механической обработке

1. Режимы резания на токарную обработку

2. Режимы резания на шлифование

4.3 Нормирование времени по операциям

1. Нормирование времени для токарной операции

2. Нормирование времени для шлифовальной операции

4.3.4 Нормирование времени при электродуговой наплавке

5. Маршрутно - технологическая карта восстановления вала

Заключение

Список литературы

Введение

Целью курсового проектирования является приобретение навыков пра­вильного применения теоретических знаний, полученных в процессе обуче­ния и умение использовать практический опыт, полученный при знакомстве с предприятиями, для решения профессиональных технологических и конст­рукторских задач. Кроме этого, курсовое проектирование является важным этапом при подготовке к дипломному проектированию.

В соответствии с этим в процессе курсового проектирования решается за­дача расширения, углубления, систематизации и закрепления знаний студен­тов по основам технологии восстановления деталей, основным технологиче­ским и организационным задачам, решаемым в области ремонта, а также по методам проектирования технологических процессов.

1 Валы. Характеристика, условия эксплуатации.

Гладкие и шлицевые валы и оси составляют большую часть номенклатуры восстанавливаемых деталей. В большинстве случаев именно эти детали ли­митируют ресурс узлов агрегатов и машин. Коэффициент их восстановления при капитальном ремонте составляет 0,25 - 0,95. Длина восстанавливаемых валов составляет от 100 до 4000 мм, однако более 90% этих деталей имеют длину не более 1000 мм. Диаметры валов равны 12-210 мм, но у 98% валов диаметр не превышает 60 мм. Масса валов 0,2 — 50 кг (среднее значение око­ло 3 кг).

У валов наиболее часто дефекты появляются на посадочных поверхностях под подшипники и резьбовых поверхностях. Поверхности под подшипники восстанавливают при износе более 0,017 - 0,060 мм; поверхности неподвиж­ных соединений (места под ступицы со шпоночными пазами идр.) за счет дополнительных деталей - при износе более 0,4 - 1,3 мм, под уплотнения -более ОД 5 - 0,20 мм. Шпоночные пазы восстанавливают при износе более 0,065 - 0,095 мм; шлицевые поверхности - при износе более 0,2 - 0,5 мм.

Из всей совокупности восстанавливаемых поверхностей валов 46% изна­шиваются до 0,3 мм; 27% - от 0,3 до 0,6 мм; 19% - отО.б до 1,2 и 8% - более 1,2 мм.

Основное требование, которое необходимо выполнить при восстановле­нии валов, является обеспечение: размеров и шероховатости восстанавли­ваемых поверхностей, их твердости, сплошности покрытия, прочности сцеп­ления нанесенных слоев с основным металлом, а также симметричности, со­осности, радиального и торцового биений обработанных поверхностей зубь­ев шлицевых поверхностей и шпоночных пазов оси вала или образующим базвых поверхностей.

Валы сельскохозяйственной техники изготовляют преимущественно из среднеуглеродистой и низколегированной сталей. Их подвергают улучше­нию, поверхностной закалке ТВЧ, цементации с последующей закалкой, нормализации.

Преимущественное применение при восстановлении валов получили сле­дующие виды наплавки: в среде углекислого газа, вибродуговая в различных защитных средах, в природном газе и под флюсом. Эти процессы применяют преимущественно при износах более 0,5мм. Для восстановления поверхно­стей, работающих в условиях неподвижных сопряжений, широко распро­странена электроконтактная приварка металлического слоя (ленты, проволо­ки). Преимущества электроконтактной приварки: незначительный нагрев де­тали, возможность приварки металлического слоя различной твердости и из­носостойкости, уменьшение расхода наплавочных материалов, в зависимости от износа, значительное повышение производительности и улучшение условий труда наплавщиков.

При износе неподвижных поверхностей до 0,2мм эффективно электроме­ханическое высаживание и выглаживание. Восстановление деталей этим способом не требует дополнительного материала, а при выглаживании по­верхности происходит упрочнение поверхностного слоя, повышается изно­состойкость и усталостная прочность.

Гальванические процессы применяются только при массовом восстанов­лении однотипных деталей.

Восстановление гладких валов и осей рекомендуется по трем технологи­ческим маршрутам. Схема технологического процесса восстановления, включающая три маршрута, приведена в Приложении на листе формата А1.

По первому маршруту восстанавливают наплавкой с последующей меха­нической и термической (при необходимости) обработкой детали со значи­тельным износом; по второму маршруту - детали, для которых целесообраз­но применение электроконтактной приварки ленты или проволоки; по треть­ему — детали, для которых технически возможно применение электромеха­нической обработки. При этом поверхности деталей со значительным изно­сом (резьбы, шпоночные пазы) при восстановлении их по второму и треть­ему маршрутам восстанавливают наплавкой.

На валах наряду с устранением дефектов, характерных для гладких валов, необходимо восстанавливать шлицевые поверхности. Наибо­лее широко для восстановления шлицевых поверхностей применяют дуго­вую наплавку. Технологический процесс включает операции наплавки, нор­мализации, токарной обработки, фрезерования, термической обработки и шлифования. Технология трудоемка и не всегда экономически эффективна. Шлицевые поверхности могут быть восстановлены электроконтактной при­варкой металлических полос, но существенного снижения трудоемкости и повышения качества восстановления при этой технологии не достигается.

При небольших износах для восстановления валов рекоменду­ется холодное пластическое деформирование.

При износе по толщине до 0,5 мм на их нерабочей наружной по­верхности холодным пластическим деформированием на гидравлическом прессе с помощью шлеценакатной головки формируют технологическую ка­навку. Металл, вытесненный из канавки, заполняет боковую изношенную поверхность зуба и увеличивает наружный диаметр вала, обеспечивая мини­мально необходимый припуск для механической обработки шлицевой по­верхности.

Если износ зубьев по толщине составляет 0,5 — 1,2 мм, тогда на их наруж­ной поверхности наплавляют валики металла и осаживают на гидравличе­ском прессе с помощью шлеценакатной головки. При осадке наплавленные на зубья валики внедряются в основной металл, увеличивая ширину зубьев до необходимых размеров в целях получения припуска на механическую об­работку.

При износе зубьев по толщине более 1,2 мм наплавляют их боковые и на­ружные поверхности и подвергают механической обработке без деформиро­вания. Для автоматической наплавки применяют шлиценаплавочную уста­новку 01-06-081 «Ремдеталь». На установке наряду с шлицевыми поверх­ностями можно наплавлять цилиндрические и резьбовые поверхности.

Как для гладких валов, так и для шлицевых разработана технология вос­становления по трем технологическим маршрутам в зависимости от величи­ны износа зубьев шлицевых поверхностей.

По разработанным схемам ВНИИВИДом с Украинским филиалом ЦОКПТБ ВНПО «Ремдеталь» создана технология и комплект оборудования и оснастки для восстановления гладких и шлицевых валов.

Участки созданы по групповому принципу - общности оборудования и оснастки для восстановления гладких и шлицевых валов.

Групповая технология позволяет расширить номенклатуру восстанавли­ваемых деталей, сократить затраты труда на переналадку оборудования, по­высить эффективность его использования.

Перспективными направлениями совершенствования технологии восста­новления гладких и шлицевых валов в организованном плане является уг­лубление принципа групповой технологии восстановления. Создание уни­фицированной групповой оснастки для восстанавливаемых поверхностей деталей. По технологии необходимо переходить на высокопроизводитель­ные газотермические способы нанесения порошковых материалов повышен­ной износостойкости для наружных цилиндрических поверхностей подвиж­ных и неподвижных сопряжений.

Перспективным является также применение станков с ЧПУ и гибких ав­томатизированных производственных модулей механической обработки ва­лов.