2.2Состав, содержание и оформление основной части пояснительной записки

Основная часть ПЗ должна включать следующие разделы:

Введение.

1. Исследовательская часть.

2. Выбор способа устранения дефекта.

3. Расчет объема производственных партий детали

4. Расчетная часть

5. Выводы и рекомендации по результатам проектирования.

Список литературы.

Приложения.

В разделе “Введение” студенты должны обосновать необходимость проведения ремонта и сформулировать цель и задачи курсового проекта. При написании данного раздела студенты должны пользоваться технической литературой ремонтной направленности и научно-техническими журналами по автомобильной тематике (“Автомобильный транспорт”, “Автомобиль и сервис” и др.).

Объем раздела – до 3 страниц формата А1.

В разделе “Исследовательская часть” необходимо проанализировать и дать описание:

1. детали, определенной заданием на КП;

2. условий работы детали в узле или сборочной единицы, в которую она входит;

3. дефектов, возникающих в процессе эксплуатации в данной детали.

В результате подобного анализа студенты должны сделать предпосылки по применению того или иного способа восстановления по имеющимся дефектам.

Для повышения надежности и долговечности капитально отремонтированных автомобилей и агрегатов большое значение имеют научно обоснованные способы и технологические процессы восстановления деталей. В отличие от технологического процесса изготовления деталей, процесс их восстановления имеет много специфических особенностей. Целью технологического процесса восстановления деталей является не превращение заготовки в готовую деталь путем оптимального варианта механической обработки, а возвращение детали утраченной работоспособности наиболее рациональным способом, обеспечивающим необходимую долговечность детали при наименьшей стоимости ее восстановления. Таким образом, выбор рационального способа является одним из основных вопросов при разработке технологического процесса восстановления деталей.

Исходным документом для разработки технологического процесса восстановления конкретной детали является карта технических требований на дефектацию (таблица 2.1).

При описании детали (таблица 2.3) необходимо отталкиваться от ее конструктивно-технологических особенностей, которые определяются следующими структурными характеристиками:

• геометрической формой и размерами;

• материалом и термообработкой;

• поверхностной твердостью;

• точностью изготовления;

• шероховатостью.

Соотнесение исследуемой детали по характеристике “геометрическая форма и размеры” с данными, приведенными в таблице Ж1 (приложение Ж), позволяет получить предварительную информацию по возможному способу восстановления детали.

Так, если исследуемая деталь имеет значительные размеры, то восстановление, например, гальваническими способами в ванне, затруднено, и необходимо прорабатывать вариант вневанного нанесения гальванопокрытия. Если деталь относится ко второму классу, то возможным способом восстановления может послужить растачивание под ремонтный размер.

Основные конструктивные элементы детали также позволяют сделать предпосылки для выбора способа восстановления. При этом в качестве таких элементов могут выступать посадочные места под подшипники, фланцы, шестерни, шпоночные канавки, зубчатые и шлицевые венцы и др.

Характеристики “материал и термообработка” и “поверхностная твердость” позволяют получить, например, информацию о необходимости предварительной термической обработке для достижения меньшей твердости поверхностного слоя детали или о возможности или невозможности реализации способа пластического деформирования для восстановления детали. Материал, из которого изготовлена деталь, и поверхностная твердость указываются в карте технических требований на дефектацию (таблица 2.1)

Характеристика “точность изготовления” позволяет получить предварительную информацию о составе механических операций при обработке восстановленной детали. Точность изготовления характеризуется рядом показателей, среди которых наибольшее значение имеют:

• допускаемые отклонения действительных размеров от номинальных;

• допускаемые отклонения от геометрической формы детали или ее отдельных поверхностей (овальность, огранка, некруглость, нецилиндричность, изогнутость, конусообразность, неплоскостность, непрямолинейность и др.);

• допускаемые отклонения поверхностей и осей детали от их взаимного расположения или относительно базы (непараллельность плоскостей, осей, несоосность, торцевое биение и др.).

Таблица 2.1 - Карта технических требований на дефектацию

			Деталь	Крышка подшипника ведущего вала
			№ детали	53-1701040
			Материал	Чугун серый СЧ 18-36
			Твердость	НВ 170...229
№ де­фекта по эс­кизу	Возможные дефекты	Способ установления дефекта и контрольный инструмент	Размер, мм		Заключение
			по рабочему чертежу	допусти­мый без ремонта
	Обломы и тре­щи­ны на крышке	Осмотр	–	–	Браковать
	Износ шейки под муфту включения сцепления	Скоба 43,8	44	43,8	Ремонтировать – железнение или вибродуговая наплавка
	Износ отвер­стий под болты	Пробка 9,2	8,5	9,2	Ремонтировать – заварка
	Износ отвер­стий с масло­сгонной резьбой	Пробка 35,65	35,18+0,1	35,65	Браковать
	Износ фланца по наружному диаметру	Скоба 115,9 или микрометр	116	115,9	Ремонтировать – вибродуговая наплавка

Для большинства размеров реальных деталей назначаются предельные отклонения (верхние и нижние), разность которых называется допуском. Единая система допусков и посадок (ЕСДП) устанавливает 19 квалитетов – степеней точности (01; 0; 1; 2; … 16; 17), которые позволяют оценить точность изготовления конкретной детали (таблица 2.2). Квалитеты от 01 до 5 в основном предназначены для калибров (высокая точность изготовления), а квалитеты 15 … 17, как правило, позволяют говорить о не высокой точности изготовления детали.

Для размера 44 (верхнее отклонение , нижнее отклонение ) допуск составит , что по таблице 2.2 соответствует 8-9 квалитету - - .

Для размера 35,18^+0,1 (верхнее отклонение , нижнее отклонение ) допуск составит , что по таблице 2.2 соответствует 10 квалитету - .

Таблица 2.2 – Значения допусков

Интервал размера, мм	Квалитет
	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17
	Допуск, мкм
Св. 3 до 6	4	5	8	12	18	30	48	75	120	180	300	480	750	1200
6 10	4	6	9	15	22	36	58	90	150	220	360	580	900	1500
10 18	5	8	11	18	27	43	70	110	180	270	430	700	1100	1800
18 30	6	9	13	21	33	52	84	130	210	330	520	840	1300	2100
30 50	7	11	16	25	39	62	100	160	250	390	620	1000	1600	2500
50 80	8	13	19	30	46	74	120	190	300	460	740	1200	1900	3000
80 120	10	15	22	35	54	87	140	220	350	540	870	1400	2200	3500
120 180	12	18	25	40	63	100	160	250	400	630	1000	1600	2500	4000
180 250	14	20	29	46	72	115	185	290	460	720	1150	1850	2900	4600
250 315	16	23	32	52	81	130	210	320	520	810	1300	2100	3200	5200

Информацию о точности изготовления по квалитету представить в виде таблице 2.3 и поясняющего текста. В таблице и в поясняющей части к таблице также представить информацию о других показателях точности - допускаемых отклонениях от геометрической формы и допускаемых отклонениях поверхностей и осей детали. При этом следует учитывать, что предельные отклонения формы и расположения поверхностей назначаются при наличии особых требований, вытекающих из условий работы, изготовления или измерения деталей. В остальных случаях отклонения формы и расположения поверхностей ограничиваются полем допуска на размер или регламентируются в нормативных материалах на допуски, не проставленные на размеры.

Таблица 2.3 - Конструктивно-технологическая характеристика детали

Параметр	Характеристика
Класс детали
Основные конструктивные элементы
Материал детали
Термическая обработка
Твердость ремонтируемой поверхности
Требования к точности: размера формы положения поверхностей
Шероховатость поверхности
Вес детали

Характеристика “шероховатость поверхности” связана с предыдущей характеристикой и может быть ориентировочно определена по таблицам 2.4 … 2.5. Требования к шероховатости должны быть обоснованными и устанавливаются исходя из функционального назначения поверхности. Если требования к шероховатости не установлены, то шероховатость этой поверхности контролю не подлежит. Из параметров шероховатости наибольшее распространение получили параметры и (предпочтительный параметр).

Информацию представить в виде таблицы 2.3 и поясняющего текста.

Таблица 2.4 – Зависимость шероховатости поверхности от метода обработки и в зависимости от квалитета

Метод обработки	Квалитет	Шероховатость , мкм
Точение:
предварительное	12-13	12,5
чистовое	10-11	2,5-1,25
тонкое	6-7	0,63-0,32
Фрезерование:
предварительное	11-12	12,5
чистовое	8-10	2,5-1,25
тонкое	6-7	0,63-0,35
Сверление	11-12	6,3-2,5
Зенкерование
предварительное	12	2,5-12,5
чистовое	11	6,3-2,5
Протягивание отверстий	7-8	1,25-0,63
Прошивание отверстий	7	0,63-0,36
Шлифование:
обдирочное	-	2,5-1,25
предварительное	8-10	1,25-0,63
чистовое	7-8	0,63-0,32
тонкое	6-7	0,32-0,08
Хонингование	6-7	0,32-0,08
Развертывание
предварительное	8-9	2,5-1,25
чистовое	7	1,25-0,63
тонкое	6-7	0,63-0,32
Притирка	5-6	0,1 и менее
Полирование	-	0,032-0,012

При анализе условий работы детали в узле или сборочной единицы, в которую она входит, необходимо определить

1. характер сопряжения (тип посадки – с натягом, с зазором, переходная). Необходимо проанализировать тип посадки, величину натяга или зазора. Информацию представить в виде поясняющего текста.

2. условия работы, которые характеризуются:

• видом трения;

• действием контактной нагрузки;

• действием знакопеременной нагрузки;

• действующими усилиями растяжения, изгиба, сжатия;

• возможными изменениями структуры;

• агрессивностью среды.

Данную информацию представить в виде таблицы 2.6 и поясняющего текста.

Таблица 2.5 – Шероховатость поверхности при механических видах обработки

Обрабатывае­мая поверхность	Метод обработки		Параметр шероховатости
			Rz, мкм					Ra, мкм							Rz, мкм
			320	160	80	40	20	2,5	1,25	0,63	0,32	0,160	0,080	0,040	0,100
Наружная цилиндрическая	Обтачивание	Предварительное
		Чистовое
		Тонкое
	Шлифование	Предварительное
		Чистовое
		Тонкое
	Притирка	Грубая
		Средняя
		Тонкая
	Отделка абразивным полотном
	Обкатывание роликом
	Суперфиниширование
Внутренние цилиндрические	Растачивание	Предварительное
		Чистовое
		Тонкое
	Сверление
	Зенкерование	Черновое
		Чистовое
	Развертывание	Нормальное
		Точное
		Тонкое
	Протягивание
	Внутреннее шлифование	Предварительное
		Чистовое
	Калибрование шариком
	Притирка	Грубая
		Средняя
		Тонкая
	Хонингование	Нормальное
		Зеркальное
Плоскость	Строгание	Предварительное
		Чистовое
		Тонкое
	Цилиндрическое фрезерование	Предварительное
		Чистовое
		Тонкое
	Торцовое фрезерование	Предварительное
		Чистовое
		Тонкое
	Торцовое точение	Предварительное
		Чистовое
		Тонкое
	Плоское шлифование	Предварительное
		Чистовое
	Притирка	Грубая
		Средняя
		Тонкая

Таблица 2.6 - Условия работы детали

Номер дефекта	Дефект	Условия работы
		Вид трения	Действующая нагрузка	Агрессивная среда
1
2
…
n

При анализе дефектов, возникающих в процессе эксплуатации (эксплуатационные дефекты) в детали, необходимо определить:

• возможные причины возникновения дефектов. Информацию представить в виде таблицы 2.7;

• величины износов детали за эксплуатационный период. Величина износа может быть определена как разница между номинальным размером по чертежу и размером меньшим (для вала) или большим (для отверстия) допустимого без ремонта, который берется из карты технических требований на дефектацию. Так, для размера 44 , величина износа может быть определена как:

,

где - минимальный размер шейки (с учетом нижнего отклонения);

- размер изношенной шейки, установленный в процессе дефектации.

Информацию по определению величин износов представить в виде поясняющего текста и расчетных формул.

Таблица 2.7 - Причины возникновения дефектов

Номер дефекта	Наименование дефекта	Причина
1
2
…
n

В разделе “Выбор способа устранения дефекта” необходимо на основании результатов анализа, полученных в предыдущем разделе, выбрать наиболее рациональный способ восстановления детали.

Знание структурных характеристик деталей, условий их работы, причин и величин дефектов позволяют в первом приближении решить вопрос о применимости того или иного способа восстановления. При помощи такого анализа можно установить, какие из деталей или поверхностей деталей могут восстанавливаться всеми или несколькими способами и какие по своим структурным характеристикам допускают только один способ восстановления. Данный критерий позволяет определить применимость способов восстановления к конкретным деталям и называется критерием применимости.

Критерий применимости не может быть выражен числом и является по существу предварительным, поскольку при его помощи нельзя решить вопрос выбора рационального способа восстановления деталей, если этих способов может быть несколько. Критерий применимости позволяет классифицировать детали по способам восстановления и выявить перечень деталей, восстановление которых возможно разными способами. Последнее облегчает выбор рационального способа.

Критерий применимости является технологическим критерием и определяет принципиальную возможность применения различных способов восстановления по отношению к конкретным деталям. При этом должны быть учтены:

• условия работы детали в узле (нельзя восстанавливать детали механизмов управления и детали, воспринимающие при работе большие удельные и динамические нагрузки: коленчатые валы дизельных двигателей, цапфы управляемых колес и т. д. вибродуговой наплавкой);

• износ (например, если позволяют условия эксплуатации детали, то износ можно устранять хромированием, - железнением, - вибродуговой наплавкой, - наплавкой под слоем флюса и т.д.);

• конструктивные особенности;

• габариты детали (например, крупногабаритные детали наплавляют ручной электродуговой наплавкой, средние – под слоем флюса, мелкие, диаметром менее 50 мм – вибродуговой).

Кроме того, твердость материала, геометрические размеры, их допуски, точность геометрической формы, шероховатость поверхности должны соответствовать техническим требованиям на восстановление детали.

Критерий применимости того или иного способа восстановления определяется функцией:

,

где - материал детали;

- форма восстанавливаемой поверхности детали;

- диаметр восстанавливаемой поверхности детали;

- износ детали;

- значение и характер воспринимаемой деталью нагрузки;

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

По данному критерию выбирают конкурентные способы для последующей оценки их при помощи других критериев.

Критерий долговечности определяет работоспособность восстанавливаемых деталей. Он выражается через коэффициент долговечности, под которым понимается отношение долговечности восстановленной детали к долговечности новой детали данного наименования. Долговечность деталей, восстановленных теми или иными способами, зависит от эксплуатационных свойств способов. Наиболее рациональными способами окажутся те из них, которые обеспечивают наибольшую долговечность восстановленной детали.

Критерий долговечности в отличие от критерия применимости численно выражается через коэффициент долговечности для каждого из способов восстановления и каждой конкретной детали.

Критерий долговечности определяется как функция

,

где - коэффициент износостойкости;

- коэффициент выносливости;

- коэффициент сцепляемости.

Ориентировочные значения коэффициентов долговечности при различных способах восстановления деталей приведены в таблице 2.8.

Первые два критерия выражают техническую часть задачи без учета экономической целесообразности того или иного способа. Поэтому необходима еще оценка способов восстановления при помощи технико-экономического критерия, связывающего долговечность детали с экономической целесообразностью ее восстановления.

Технико-экономический критерий является функцией двух аргументов:

где - коэффициент производительности способа;

- показатель экономичности способа.

Ориентировочные значения коэффициентов при различных способах восстановления деталей приведены в таблице 2.8. Указанные коэффициенты могут уточняться по мере накопления материалов по исследованию применения данных способов в конкретных

Таблица 2.8 – Значения оценочных коэффициентов

Оценочный показатель способа восстановления	Сварка ручная			Наплавка механизированная			Электролитическое осаждение		Пластическое деформи­рование	Обработка под ремонтный размер	Постановка дополнительной ремонтной детали
	электро­дуговая	газовая	аргонодуговая	в среде СО2	под флюсом	вибро­дуговая	хроми­рование	желез­нение
Восстановление размера и посадки	+	+	+	+	+	+	+	+	+	-
Восстановление свойств:
коэффициент износостойкости	0,70	0,70	0,70	0,72	0,91	1,00	1,67	0,91	1,0	0,95	0,90
коэффициент выносливости	0,60	0,70	0,70	0,90	0,87	0,62	0,97	0,82	0,90	0,90	0,90
коэффициент сцепления	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	0,82	0,65	1,0	1,0	1,0
коэффициент долговечности	0,42	0,49	0,49	0,63	0,79	0,62	1,72	0,58	0,9	0,86	0,81
Толщина покрытия, мм	5	3	4	2-3	3-4	2-3	0,3	0,5	2	0,2	5
Расход материалов, кГ/м2	48,0	38,0	36,0	30,0	38,0	31,0	21,2	23,3	3,5	2,5	78
Трудоемкость восстановления, норм.-ч/м2	60	72	56	28	30	32	54,6	18,6	36,2	16,7	148
Энергоемкость восстановления, кВт*ч/м2	580	80	520	256	286	234	324	121	126	97	129
Себестоимость восстановления, руб./м2	97,5	117	91,4	45,5	48,7	52	88,5	30,2	58,8	27,2	242
Производительность процесса, м2/ч	0,016	0,014	0,018	0,036	0,033	0,031	0,018	0,054	0,028	0,06	0,007
Площадь под оборудование, м2	1,7	1,8	3,0	13,6	13,6	11,2	15,2	15,2	11,7	11,0	4,0
Коэффициент технико-экономической эффективности, руб./м2	232	238	187	72,2	61,5	83,8	51,5	52,0	65,2	31,8	298

условиях.

Информацию по определению коэффициентов, а также по выбору рационального способа устранения дефектов представить в виде поясняющего текста, расчетных формул и виде таблиц 2.9 и 2.10.

Таблица 2.9 - Выбор способа ремонта детали по критерию применимости

Наименование способа ремонта1	Обоснование выбора способа ремонта
	Дефект № 1		Дефект № 2			Дефект № 3
	Применимость2	Обоснование3		Применимость	Обоснование	Применимость	Обоснование
1.РР
2.ДРД
3.ПД
4.РЭС
5.РГС
6.АДС
7.П
8.НДФ
9.НУГ
10.ВДН
11.М
12.Х
13.Ж
14.СМ

Таблица 2.10 - Выбор способа ремонта детали по критерию применимости

Наименование дефекта	Способ устранения дефекта по критерию применимости	Значение критерия		Принято для ремонта
		долговечности	экономичности
1.
2.
…
n

В разделе “Расчет объема производственных партий детали” на основании годовой производственной программы ремонтируемых деталей и маршрутного коэффициента ремонта определить объем партии деталей, запускаемых в производство. Данный показатель позволяет сделать предпосылки по организации производства ремонта заданной детали: единичное, серийное или массовое.

В разделе “Расчетная часть” привести подробное описание и расчеты по выбранному способу устранения дефекта, разработать маршрутный и операционный технологические процессы в соответствии с выбранным способом ремонта, заполнить технологические карты.

В разделе “Выводы и рекомендации по результатам проектирования” привести основные выводы по работе.

Ниже приводится необходимая информация по проектированию ТП восстановления изношенных поверхностей автоматической наплавкой и гальваническими покрытиями.