Технологические расчеты

Определение толщины наносимого покрытия, промежуточных

Значение толщины покрытия рассчитывается по формуле:

где d_н – номинальный диаметр вала, мм;

d_из – изношенный диаметр вала, мм;

2Z_{пред.обр.} – припуск на предварительную обработку, мм;

2Z_{посл.обр.}– припуск на последующею обработку, мм;

Расчет начат с нахождения припуска на предварительное шлифование шатунной шейки.

Расчетный минимальный припуск:

где - высота микронеровностей;

- толщина дефектного слоя;

- суммарное отклонение расположения обрабатываемой поверхности.

- погрешность установки. При обработке в центрах = 0.

,

где - отклонение оси от прямолинейности;

- погрешность центрирования;

,

где - удельная кривизна детали. Для предварительного шлифования принято =0,5 мм;

L – длина заготовки, мм. Принято L=488 мм.

,

мм;

мм;

мм;

мм;

Значения максимального припуска определяется по формуле:

2Z_max = 2Z_min + δ_п – δ_в,

где δ_п – допуск на размер на предыдущем переходе;

δ_в - допуск на размер на выполняемом переходе.

Определяется максимальный припуск:

на предварительное шлифование:

2Z_max = 0,6 + 0,2 – 0,05 = 0,75 мм;

Наибольший и наименьший диаметр определяются по формулам:

d_min = d_из- 2Z_{max i+1};

d_max = d_из- 2Z_{min i+1};

Определяется максимальный и минимальный диаметр детали:

d_min = 46,6 - 0,75 = 45,85 мм;

d_max= 46,6 - 0,6 = 46 мм;

Нахождение припуска на черновое шлифование:

мм;

мм;

мм;

мм;

2Z_max = 0,6 + 0,2 – 0,05 = 0,75 мм;

d_max = 47,83 + 0,75 = 48,58 мм;

d_min = 47,83 + 0,6 = 48,43 мм;

Нахождение припуска на чистовое шлифование шатунной шейки:

мм;

мм;

мм;

мм;

мм;

2Z_max = 0,132 + 0,05 – 0,005 = 0,177 мм;

d_max = 47,83 + 0,177 = 48 мм;

d_min = 47,83 + 0,132 = 47,97 мм;

Толщина покрытия:

мм;

мм;

Определение режимов напыления.

Режимы напыления не являются расчётными или нормативными величинами и задаются согласно априорной информации из справочных руководств, литературных источников и производственного опыта. Отработка параметров должна производится при освоении данного технологического процесса на рабочем месте.

В процессе напыления должно контролироваться качество выполнения работы. При попадании на поверхность напыления крупных капель металла, кусочков проволоки и т.п., процесс должен быть остановлен, дефекты удалены металлической щеткой или напильником. В крайнем случае крепко приварившиеся капли металла могут быть удалены острозаточенным зубилом легкими ударами молотка.

По окончании операции должны быть обеспечены условия для равномерного медленного охлаждения детали. Деталь помещается на деревянную подставку в шкаф и охлаждается до температуры окружающего воздуха.

Режимы напыления для шатунных шеек коленчатого вала:

- Материал порошка – СНГН-55

Химический состав порошка: Ni - основа, B - 3.2-4.0%, C - 0.7-1.0%, Si - 3.8-4.5%, Cr - 14-17%, Fe ≤ 3%, Mn - 1.0% .Твёрдость получаемого покрытия 53-58 HRC. Диаметр частиц порошка d - 20-50 мкм. Напыление производится в 2 слоя. Общая толщина покрытия 2,5 мм на сторону.

Плазмообразующий газ:

Пропорции и расчет:

С₃Н₈ + О₂ 3СО + 4Н₂О;

На 1 моль С₃Н₈ необходимо 3,5 молей О₂;

В воздухе ≈ 20% кислорода;

На 1 моль С₃Н₈ необходимо (3,5х5) молей воздуха;

х=

Для плазменного напыления используем смеси воздуха (94,6%) с метаном (5,4%).

1. Сила тока: I= 300 А;

2. Напряжение дуги: U = 180 В.;

3. Мощность: 60 кВт

Расчет режимов резания при механической обработке шатунных шеек коленчатого вала.

Предварительное шлифование шатунных шеек.

Требуемый диаметр: 45,9 мм;

Диаметр шлифуемой детали: 46,6 мм;

Используется круглошлифовальный станок 3В423;

Длина обрабатываемой шейки: L_ш – 30 мм;

Количество шеек – 4.

Выбран шлифовальный круг – ПП 750Х25Х305 25А-40-СТ2-К3-А ГОСТ 2424-83.

Расчетная скорость вращения детали:

,

где d_д – диаметр шлифуемой поверхности, мм;

Т – стойкость шлифовального круга. Принято Т=40 мин;

t – глубина резания при шлифовании, мм.

Значения (Сv, k, m, t. x,) приняты по

м/мин;

Расчетная частота вращения детали:

, об/мин.

- частота вращения детали находится в пределах паспортных данных станка.

Скорость вращения шлифовального круга:

,

где D_к – диаметр шлифовального круга, мм;

- частота вращения шлифовального круга. Принято по паспортным данным станка - 1200 об/мин.

м/мин;

Скорость перемещения стола:

,

где S_пр – перемещение обрабатываемой детали вдоль ее оси за один оборот;

,

где В_к – ширина шлифовального круга, мм;

- расчетный коэффициент шлифования.

= 0,35

мм/об;

мм/мин;

Чистовое шлифование шатунных шеек.

Требуемый диаметр: 48,5 мм;

Диаметр шлифуемой детали: 51 мм;

Используется круглошлифовальный станок 3В423;

Длина обрабатываемой шейки: L_ш – 30 мм;

Количество шеек – 4.

Выбран шлифовальный круг – ПП 750Х25Х305 25А-40-СТ2-К3-А ГОСТ 2424-83.

Расчетная скорость вращения детали:

,

где d_д – диаметр шлифуемой поверхности, мм;

Т – стойкость шлифовального круга. Принято Т=40 мин;

t – глубина резания при шлифовании, мм.

Значения (Сv, k, m, t. x,) приняты по

м/мин;

Расчетная частота вращения детали:

,

об/мин.

- частота вращения детали находится в пределах паспортных данных станка.

Скорость вращения шлифовального круга:

,

где D_к – диаметр шлифовального круга, мм;

- частота вращения шлифовального круга. Принято по паспортным данным станка - 1200 об/мин.

м/мин;

Скорость перемещения стола:

,

где S_пр – перемещение обрабатываемой детали вдоль ее оси за один оборот;

,

где В_к – ширина шлифовального круга, мм;

- расчетный коэффициент шлифования.

= 0,35

мм/об;

мм/мин;

Мощности выбранного станка достаточно для чернового шлифования на выбранных режимах.

Предварительное шлифование шатунных шеек.

Требуемый диаметр: 47,98 мм;

Диаметр шлифуемой детали: 48,5 мм;

Используется круглошлифовальный станок 3В423;

Длина обрабатываемой шейки: L_ш – 30 мм;

Количество шеек – 4.

Выбран шлифовальный круг – ПП 750Х25Х305 25А-16-СМ1-К3-А ГОСТ 2424-83.

Расчетная скорость вращения детали:

,

где d_д – диаметр шлифуемой поверхности, мм;

Т – стойкость шлифовального круга. Принято Т=40 мин;

t – глубина резания при шлифовании, мм.

м/мин;

Расчетная частота вращения детали:

, об/мин.

- частота вращения детали находится в пределах паспортных данных станка.

Скорость вращения шлифовального круга:

,

где D_к – диаметр шлифовального круга, мм;

- частота вращения шлифовального круга. Принято по паспортным данным станка - 1200 об/мин.

м/мин;

Скорость перемещения стола:

,

где S_пр – перемещение обрабатываемой детали вдоль ее оси за один оборот;

,

где В_к – ширина шлифовального круга, мм;

- расчетный коэффициент шлифования.

= 0,35

мм/об;

мм/мин;

Мощности выбранного станка достаточно для чернового шлифования на выбранных режимах.

Полученные результаты внесены в таблицу 2.6.

Обрабаты-ваемая повер-хность	Наименова-ние операции	Vд, м/ мин	n, об/ мин	t, мм	S, мм/ об
Шатунные шейки	Предварительное шлифование	16,7	111	0,6	0,03
	Черновое шлифование	17	116	0,6	0,03
	Чистовое шлифование	16,9	112	0,15	0,005

Расчеты напыления:

Рассчитываем плотность:

_пор = 0,70*_Ni + 0,17*_Cr + 0,04*_B + 0,04*_Si + 0,03*_Fe + 0,01*_Mn + 0,01*_C =0,7*8,902 + 0,17*7,18 + 0,04*2,34 + 0,04*2,33 + 0,03*7,874 + 0,01*7,21 + 0,01*2,25 = 7,97 г/см³.

Плотность наплавляемого металла (ρ_{порошка}=7,97), г/см³;

Рассчитываем площадь поверхности:

S= d²

S= 3,14 *46²=6644,24 мм²

S = 6644 мм²

Рассчитываем объём поверхности:

V = S • д где д - толщина покрытия, равная 2,5 мм

V=6644•2,5=16610мм³ =16,610см³

Рассчитываем массу порошка:

m_теор. = ρ_{порошку}· V = 7,97 г/см³ • 16,610 см³ = 132,4 г.

П=10% - пористость

КИМ=35% - коефициент использования материала

M_практ.1=1,35 m_теор – 0,1 m_теор=1,25 m_теор

M_практ.1 =1,25*132,4 = 1,25*132,4 =165,5 г.

M_практ.= M_практ.1 • 4=165,5 • 4 = 662 г

Рассчитываем время:

Производительность установки «ТОПАС-60» = 5 кг/ч;

T_маш= = =0,0132 ч

Т_р.к.=