Глава 2. Специальный раздел

2.1. Выбор рационального способа ремонта детали

На ремонтных предприятиях используются самые различные способы восстановления дефектов: способы ремонтных размеров, дополнительных деталей, пласти­ческого деформирования, гальванического наращива­ния, наплавки и др. Однако не все указанные способы оказываются равноценными и обеспечивают высокую работоспособность.

Для выбора наиболее рационального способа ремонта детали необходимо критически оценить само покрытие и возможность его использования для ремонта конкрет­ной детали. Оценка способа ремонта ведется по трем кри­териям - применимости, долговечности и экономичнос­ти.

Критерий применимости (или технологический кри­терий) определяет принципиальную возможность приме­нения различных способов восстановления по отноше­нию к конкретной детали.

Например, опорные шейки распределительного вала можно ремонтировать хромированием, осталиванием или наплавкой. Однако, учитывая, что диаметр опорных шеек находится в пределах 50 мм, мы не можем реко­мендовать наплавку под флюсом, т.к. из-за большого количества тепла, выделяемого при наплавке под флю­сом, может произойти деформация вала.

Критерий применимости является предварительным, он не выражается конкретным числом, лучше всего по выбору рационального способа ремонта обратиться к тех­ническим условиям на ремонт детали автомобиля конк­ретной марки или другой литературе.

Критерий долговечности оценивает работоспособность восстановленной детали и выражается коэффициентом долговечности восстановленной к долговечности новой.

Рассматривая пример ремонта шеек распределитель­ного вала, можно оценить долговечность способов ремон­та, как:

Окончательное решение о способе восстановления можно принять после определения себестоимости ремон­та и с учетом коэффициента долговечности. В курсовом проекте можно использовать для простоты расчетов и выбора рационального способа ремонта удельную себес­тоимость восстановления.

При восстановлении опорных шеек распределитель­ного вала для трех рекомендованных выше способов ре­монта значение себестоимости в работе на один квадрат­ный метр покрытия составит:

Завершающим элементом работы по выбору рацио­нального способа восстановления детали является состав­ление сводной таблицы.

Таблица 2.1

Из таблицы видно, что при кажущихся больших зат­ратах на покрытие единицы поверхности, выбранный способ (хромирование) имеет самые низкие затраты на единицу долговечности.

2.2. Выбор технологических баз

Для каждой механической операции в проекте необ­ходимо указать установочную базу.

Точность механической обработки при восстановле­нии детали зависит от того, как правильно выбрана ус­тановочная база. За технологические базы можно брать поверхности, которые не изнашиваются, а поэто­му их можно использовать многократно и с достаточной точностью необходимой координации, это центровые от­верстия деталей типа вал (например, конические отвер­стия центровых отверстий коленчатого вала или распре­делительного вала).

В качестве базы нельзя использовать поверхности, которые в процессе эксплуатации изнашиваются, иначе будет нарушена координация между отдельными повер­хностями детали.

При выборе базы необходимо руководствоваться сле­дующими положениями:

1. Базовые поверхности обрабатываются в первую очередь.

2. Используются базы завода-изготовителя.

3. Необходимо использовать принцип постоянства, когда принятая база сохраняется на всех операциях тех­нологического процесса. При отсутствии такой возмож­ности технологической базой должна быть такая повер­хность, которая позволит с одной установкой обработать основные или вспомогательные поверхности.

4. При ремонте принимают те поверхности, которые сохранились и подлежат восстановлению.

5. Поверхность или совокупность поверхностей дол­жны обеспечить для детали минимальное и достаточное число степеней свободы.

Рассмотрим пример базирования для ремонтируемо­го коленчатого вала. Сначала необходимо править базы, предусмотренные заводом-изготовителем: конические поверхности отверстия под подшипник во фланце колен­чатого вала и фаску резьбового отверстия под храповик. Эта работа проводится на токарно-винторезном станке с использованием люнета. Применяя указанные выше фаски в качестве базовых поверхностей можно вести ме­ханическую обработку (точение, шлифование) коренных шеек коленчатого вала, шейки под распределительную шестерню или шейку под шкив. Затем, используя в ка­честве установочной базы коренные шейки коленчатого вала, можно вести наплавку, точение или шлифование шатунных шеек коленчатого вала.

Вторым примером может быть выбор установочных баз при ремонте шатуна, имеющего износ отверстия ниж­ней головки и отверстия во втулке верхней головки ша­туна. При перепрессовке втулки верхней головки шату­на базой может быть боковая поверхность и отверстие нижней головки. При растачивании или хонинговании отверстия нижней головки шатуна за установочную базу принимается уже обработанное отверстие верхней голов­ки и боковая поверхность нижней головки шатуна.

2.3. Схемы и план устранения дефектов детали

После выбора рационального способа устранения де­фектов детали можно приступить к составлению после­довательности операций, которая выполняется по следу­ющей форме:

Таблица 2.2

Номер дефекта детали	Дефект	Способ устранения	Номер операции	Наименование и содержание операции

В таблице способ устранения можно показать услов­ным обозначением, например:

ВДН - вибродуговая наплавка

НСФ - наплавка под слоем флюса

АДН - аргонодуговая сварка или наплавка

О - осталивание

X - хромирование

ДРД - дополнительная ремонтная деталь или поста­новка втулки

РР - обработка под ремонтный размер РЭС - ручная электродуговая сварка ГС - газовая сварка

Номер операции указывается арабской цифрой.

В графе «Наименование и содержание операции» не­обходимо указать наименование операции в именитель­ном падеже, единственном числе, например «токарная», «сверлильная», «сварочная», «наплавочная», «гальва­ническая», «прессовая» и др.

Содержание операции должно начинаться с глагола в повелительной форме наклонения, например «шлифо­вать», «наплавить», «заварить», «осталивать», «хроми­ровать». В содержании операции также необходимо ука­зать параметры обработки, например: «наплавить шей­ку от диаметра 50,0 мм до диаметра 53,0 мм на длине 32 мм».

Схемы составляются на все дефекты, показанные за­данием на проектирование.

По окончании работы над схемами необходимо ука­зать установочные (технологические) базы для каждой

операции. Рекомендации по выбору баз рассмотрены нами выше.

План операций разрабатывается на основе схем уст­ранения дефектов детали и должен содержать рациональ­ную последовательность операций. План выполняется по следующей форме:

Таблица 2.3

План операции

№ п/п	Наименование и содержание операции	Оборудование, тип, модель	Приспосо­ бление	Инструмент
				рабочий и режущий	измери­ тельный

2.4. Расчет припусков на механическую обработку

После составления плана операций и выбора базовых поверхностей необходимо произвести расчет толщины наносимого слоя металла при восстановлении или ука­зать размеры обрабатываемых поверхностей как до опе­рации, так и после операции.

Установление припуска, т.е. слоя металла, удаляемо­го с поверхности заготовки (детали) при ее обработке сня­тием стружки, является вопросом не только качества продукции, но и вопросом себестоимости ремонта. При этом нужно различать общий и промежуточный припус­ки. Общим припуском является слой металла, необхо­димый для выполнения всей совокупности переходов. Промежуточным припуском называется слой металла, необходимый для осуществления технологического пе­рехода.

Рекомендации по расчету припусков на обработку из­ложены в литературе (3).

Следует также иметь в виду, что максимальный при­пуск должен быть снят при черновом проходе (обычно это

около 80% от общего припуска). Число чистовых прохо­дов может быть больше, чем единица.

Число проходов определяется как частное от деления припуска на глубину резания для конкретной операции,

Например, припуск на диаметр при шлифовании ко­ленчатого вала - это межремонтный интервал для шей­ки коленчатого вала, он составляет 0,25 мм.

Вторым примером припуска может быть толщина на­плавляемого металла при вибродуговой наплавке. Для получения качественного покрытия толщина слоя не может быть меньше 1,5 мм, что и является припуском на сторону при вибродуговой наплавке.

2.5. Выбор оборудования, режущего и измерительного инструмента

При выборе оборудования для каждой операции необ­ходимо учитывать габаритные размеры детали, размер партии деталей, требования к точности обработки и ше­роховатости поверхности. Перечень и краткая характе­ристика основного оборудования даны в литературе 4, 7, 13 и в приложении к данной работе.

Режущий инструмент выбирается по литературе 4.

Для повышения производительности работ и сниже­ния норм времени необходимо использовать токарные резцы с пластинками из твердых сплавов, при обработке сталей рекомендуются резцы с пластинками Т15К6, Т30К10 и др., а при обработке чугунов - резцы с плас­тинками ВК-6, ВК-8.

Тип фрезы выбирается в зависимости от вида обработ­ки - цилиндрическая, дисковая, торцовая и др.

Шлифовальные круги могут быть на керамической, бакелитовой и вулканитовой связках. По форме режущей поверхности круги могут иметь плоский прямой профиль (ПП), двухсторонний конический профиль (2П), цилин­дрические (4Ц), конические (4К) и др. Наружный диа­метр круга может иметь: для кругов профиля ПП - 200, 250, 300, 400, 500 мм; кругов с коническим профилем ЗП с наружным диаметром от 250 до 500 мм. Более под­робно этот вопрос рассмотрен в литературе 4.

Пример условного обозначения абразивного круга прямого профиля с размерами

из монокорунда 45А зернистостью 16, твердостью СМ1, со структурой 7, на керамической связке К5, для работы с округленной скоростью 35 м/с, класса точности А и не­уравновешенности 1-го класса:

Измерительный инструмент может быть стандартным и специальным (микрометры, штангенциркули, нутро­меры индикаторные и микрометрические), также могут быть использованы определенные калибры (пробки, ско­бы, кольца, шаблоны).

Микрометры имеют одинаковую точность измерения - 0,01 и пределы измерений через каждые 25 мм, напри­мер, МК 0-25, МК 25-50, МК 50-75, МК 75-100 и т.д. Штангенциркули обозначаются ШЦ, имеют пределы измерений 0-125 мм, 0-250 мм и точность измерений

0,1 мм, 0,05 мм и 0,02 мм.

Рекомендации по выбору измерительного инструмен­та изложены в литературе 13.

2.6. Расчет норм времени

Норма времени является основанием для определения количества загрузки и производственных возможностей оборудования, участка и каждого рабочего места, также для определения количества рабочих.

Техническая норма времени не может оставаться не­изменной, она должна отражать изменения, связанные с применением нового оборудования, инструментов, при­способлений, улучшением организации и условий тру­да.

В качестве основного метода нормирования рекомен­дуется расчетно-аналитический метод, суть которого зак­лючается в поэлементном расчете составляющих нормы времени с учетом рациональной последовательности вы­полнения воздействия на детали, конкретного оборудо­вания, инструмента и квалификации рабочего.

Объектом технического нормирования является тех­нологический процесс и его основная часть - это опера­ция.

Нормируемое время состоит из подготовительно-зак­лючительного, оперативного и дополнительного време­ни.

Подготовительно-заключительное время обозначает­ся Т_пз, затрачивается рабочим на ознакомление с рабо­той, подготовкой к работе и выполнение действий, свя­занных с ее окончанием. Величина подготовительно-зак­лючительного времени состоит из суммы основного и вспомогательного времени, принимается по таблицам нормативов.

Оперативное время состоит из суммы основного и вспо­могательного времени.

Основное время обозначается как t₀ и включает время на изменение формы, размеров и свойств изделия. По сте­пени участия рабочего, основное время может быть ма­шинным (t_м), (если деталь обрабатывается на станке при помощи механической подачи), машинно-ручным (t_мр ) (при обработке на станке с ручной подачей) и ручным (t_р), когда работа выполняется без использования механиз­мов. Величина машинного времени определяется по со­ответствующим формулам для конкретного вида работы.

Вспомогательное время (t_в) затрачивается на дей­ствия, связанные с обеспечением основной работы. В об­щем виде вспомогательное время может быть опреде­лено по формуле:

Для других видов работ величина процента на допол­нительное время находится в технической литературе 3, 7 и 12.

Все входящие в формулу величины рассмотрены выше.

Последовательность выбора режимов резания и расчета норм времени дана в методических указаниях по прак­тическим работам предмета «Ремонт автомобилей». Кон­кретные величины режимов резания и норм времени дана в соответствующей технической литературе.

Рассмотрим последовательность нормирования токар­ных работ, как наиболее распространенных.

Первый этап нормирования — выбор и корректиров­ка режимов

1. Определяется припуск на обработку (h) как межоперационный. Припуск может быть на диаметр и на одну сторону. Величина припуска берется из плана операций.

2. Принимается глубина резания (t), которая берется по возможности максимальной.

3. Определяется число проходов по формуле:

5. По таблицам нормативов, в зависимости от условий резания, выбирается значение скорости резания.

Табличное значение скорости резания корректирует­ся поправочными коэффициентами, учитывающими конкретные условия резания, значения которых берут­ся по соответствующим формулам:

а) для металлорежущего оборудования - 2030 часов;

б) кузнечно-прессового - 2010 часов;

в) сварочного оборудования - 2010 часов.

у - число смен работы оборудования.

В случае, если расчетное число единиц оборудования меньше единицы или не превышает

Х_о6 ≥1.11, то берется одна единица оборудования. Для участков гальваничес­кого наращивания рекомендуются две смены работы в связи с большой продолжительностью покрытия (экс­позиции). Для эффективного использования металлоре­жущего оборудования в отдельных случаях можно реко­мендовать его использование также в две смены.

Некоторое оборудование не рассчитывается, а подби­рается как технологически необходимое. Затем состав­ляется ведомость оборудования и инвентаря по следую­щей форме.

Таблица 2.4 Ведомость оборудования и инвентаря

№ п/п	Наименование	Тип, модуль	Тех. хар-ка	Размеры в плане, мм	F, кв. м	Число единиц	Общая площадь, кв. м
1.
2.
	Всего

Далее определяется площадь участка ремонта детали, выбираются размеры участка, на котором проводится расстановка оборудования и инвентаря.

2.8. Расчет состава работающих

2.9. Порядок заполнения маршрутной карты

Маршрутная карта является завершающим докумен­том разработанного технологического процесса.

Под цифрами на поле карты обозначаются:

1. Маршрутная карта на ремонт детали (указать ее название).

2. Поставить литеру «У», что означает учебный проект.

3. Марка материала, например, «алюминиевый сплав», «чугун серый».

4. Код материала детали, например, АЛ-4, СЧ-3.

5. Масса ремонтируемой детали, кг.

6. Единицей нормирования обычно является штука, т.е. расчеты ведутся на одну деталь, поэтому в этой гра­фе указывается «шт».

7. 8. Номер цеха и участка можно не указывать.

9. Номер операции указывается арабской цифрой.

Наименование операции указывается кратко В имени­тельном падеже, единственном числе, например, «сле­сарная», «шлифовальная», «токарная». Содержание операции должно начинаться с глагола в повелительной форме наклонения, например, «проточить», «шлифо­вать», «разделать» и др.

Применяемое оборудование указывается кратко, на­пример, 16К20 (токарно-винторезный станок) или 2А125 (вертикально-сверлильный станок). В этой колонке ука­зываются приспособления, используемые в конкретной операции, например, «подвеска», «люнет». Инструмент может быть указан кратко, например, «сверло», «развер­тка».

Коэффициент штучного времени, в курсовом проекте можно не заполнять.

Код профессии можно не указывать, т.к. отсутствует классификатор профессий.

Количество рабочих указывается арабской цифрой.

Разряд работы указывается также арабской цифрой с учетом характера выполняемой работы. В этой колон­ке должно быть указано количество одновременно обра­батываемых деталей, обычно это одна деталь. В челове­ческих процессах следует указать число деталей, загру­жаемых в ванну для наращивания. Можно использовать обозначения:

Н - нормальные условия труда

В - вредные условия труда

Г - горячая сетка работ

Рекомендуются следующие коды вида норм:

«Р» — расчетная норма

«X» - хронометрическая норма

«Г» - типовая норма

«О» - опытная норма.

Объем производственной партии деталей указывает­ся на основе проведенных ранее расчетов.

Под Т_пз понимается норма подготовительно-заключи­тельного времени. Эта величина берется из текста расче­тов норм времени.

Норма штучного времени t_mm принимается по данным расчетов норм времени пояснительной записки.