4.3.4. Составление технологического плана-маршрута

восстановления детали

Технологический план-маршрут определяет наиболее рациональную последовательность и использование наиболее целесообразных методов восстановления изношенных деталей. План-маршрут технологического процесса составляется по чертежу детали с учетом анализа условий ее работы и типа производства. Такой план является результатом решения всех основных технологических задач. Им устанавливаются границы между операциями и последовательность их выполнения, степень концентрации операций, установочные базы, места закрепления деталей и технологическое оборудование. Поэтому к составлению плана приступают только после весьма обстоятельного изучения чертежа детали, условий работы ее, дефектов, возникающих в процессе эксплуатации детали, причин их появления и определения типа производства. В плане процесса указываются операции, установочные базы и необходимое оборудование.

При составлении плана процесса руководствуются главным образом общими соображениями и принимают лишь решения, без которых нельзя установить границы между операциями и последовательность их выполнения.

Для крупносерийного и массового производств целесообразно проектировать технологические процессы восстановления деталей с применением маршрутной или маршрутно-групповой технологий, а технологические процессы с применением подефектной технологии - в случаях малых объемов восстановления деталей.

Первоначально назначаются операции по получению ремонтной заготовки.

Последовательность выполнения операций технологического процесса восстановления детали должна быть такой, при которой последующие операции не снижали бы точность и качество поверхностей, полученных на предыдущих. Поэтому-то в первую очередь и назначаются операции, связанные с получением ремонтной заготовки (сварочные, наплавочные, кузнечные и др.), а затем операции обработки ремонтной заготовки.

Механическая обработка ремонтной заготовки отличается от механической обработки изготовления новой детали. Ремонтная заготовка, как правило, деформирована, имеет неравномерно-изношенные и наклепанные поверхности с высокой и неравномерной твердостью, сочетания начисто обработанных поверхностей с нарощенными.

У ремонтных заготовок могут отсутствовать или быть поврежденными поверхности, которые служили установочными базами при изготовлении детали. Все это усложняет обработку ремонтной заготовки и при разработке технологических процессов восстановления детали должно учитываться.

При выборе установочных баз следует исходить из принципов постоянства и совмещения баз и прежде всего стремиться использовать те поверхности, которые служили установочными базами при изготовлении детали. В этом случае повышается точность взаимного положения восстанавливаемых поверхностей с неизношенными или изношенными в допускаемых пределах.

Однако в процессе эксплуатации или разборки у деталей заводские базовые поверхности могут быть изношенными или деформированными.

Поэтому при необходимости они должны быть восстановлены. В связи с этим операцию восстановления баз приходится вводить в начало технологического процесса. При восстановлении базовых поверхностей в качестве установочных выбираются поверхности, которые при работе детали не изнашиваются и достаточно точные.

Если заводские установочные базы не сохранились, то в качестве установочной базы нужно выбирать сохранившиеся наиболее точно обработанные, не подлежащие восстановлению поверхности.

Если требуется обрабатывать заготовку по всем поверхностям, то в качестве черновой установочной базы следует выбрать такую, при использовании которой можно обработать большую часть поверхностей одного установа.

При назначении методов механической обработки необходимо учитывать физико-механические свойства ремонтной заготовки. Так, при вибродуговой наплавке наплавленный слой высокой и неравномерной твердости, который целесообразно обрабатывать абразивным инструментом.

Таблица 4.2

Характеристика способов получения ремонтной заготовки

Показатель	Ручная наплавка			Механизированная наплавка			Электролитическое покрытие		Обработка под ремонтный размер	Постановка ремонтной детали	Пластическое деформирование
	электро-дуговая	газовая	аргоно-дуговая	под слоем флюса	виброду-говая	в среде пара	хромирова-ние	осталивание
Коэффициент износостойкости (Кi)	0,70	0,70	0,70	0,91	1,0	0,90	1,67	0,91	0,95	0,90	1,0
Коэффициент выносливости (Кв)	0,60	0,70	0,70	0,87	0,62	0,75	0,97	0,82	0,90	0,90	0,90
Коэффициент сцепления (Кс)	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	0,79	0,62	0,62	1,72	0,58	0,86	0,81	0,90
Толщина покрытия	5	3	4	2:5	2:3	2:2	0,3	0,5	0,2	6,0	2
Стоимость покрытия на 1 см2/руб (Св)	0,232	0,24	0,3	0,06	0,08	0,6	0,5	0,4	0,03	0,03	0,06
Микротвердость	300: 400	200: 300	250	400: 600	500: 700	300: 600	800: 1200	300: 700

Напыленный слой имеет свои специфические особенности, из-за чего его не рекомендуется шлифовать, а следует применять анодно-механическую обработку. Эта обработка, хотя и уступает несколько по производительности шлифованию, но зато меньше повреждает напыленный слой, и не заполняет его поры абразивными частицами, как при шлифовании. В этом случае сопряженная деталь меньше подвергается абразивному изнашиванию.

Механическую обработку хромированных ремонтных заготовок целесообразно производить абразивным инструментом. Лезвийным инструментом рекомендуется обрабатывать заготовки твердостью не выше 25 НRС. При формировании операций всю механическую обработку ремонтной заготовки целесообразно разделить на отдельные этапы: черновую, чистовую, отделочную и доводочную обработку, т.е. следует проектировать обработку всех восстанавливаемых поверхностей сначала начерно, затем начисто и далее производить их отделку и доводку. При несоблюдении этого окончательно обработанные поверхности на предшествующем переходе будут искажаться за счет усилий, возникающих при черновой обработке, осуществляемой на данном переходе. Степень концентрации операций определяется с учетом типа-производства и вида заготовки. В единичном и мелкосерийном производствах технологический процесс обработки делится на минимально возможное число операций. В серийном производстве технологический процесс дифференцирован на большое количество операций, выполняемых на специализированных и общего назначения станках. В крупносерийном и массовом производствах технологический процесс может быть построен по принципу дифференциации на элементарные операции или по принципу концентрации.

Наибольший экономический эффект достигается, как правило, в последнем случае. Степень концентрации некоторых операций предопределена техническими требованиями к точности детали. Например, высокие требования к взаимной концентричности наружных и внутренних поверхностей вращения или перпендикулярности поверхности вращения к прилегающей плоской поверхности проще всего достигнуть при обработке их с одного установа.

На основании расчленения процесса обработки ремонтной заготовки составляется план-маршрут обработки.

В него включаются как механические, так и все термические, термохимические и другие вида обработок, которым должна подвергаться заготовка. При разработке план-маршрута обработки ремонтной заготовки можно руководствоваться следующей схемой.

1. Выявляют более ответственные (точные) поверхности, требующие многократной обработки. По требуемой чертежом точности и частоте намечают метод окончательной обработки поверхности, а затем устанавливают необходимую предшествующую обработку, учитывая, что точность при каждой последующей обработке повышается на один-два квалитета.

При выборе методов достижения заданной точности и чистоты поверхности используют данные о средней экономической точности различных методов обработки /5,4, с.7-19/.

Так намечают виды обработок, которые должна пройти каждая из поверхностей. Затем разделяют все эти поверхности на две группы: а) поверхности, которые лучше обрабатывать совместно (в одной операции) с другими (соосные поверхности вращения, прилегающие к ним торцы и др.); б) поверхности или комплексы поверхностей, явно требующие обработки в отдельной операции (например, шлицы).

2. Выявляют поверхности, допускающие обработку сразу окончательно. Эти поверхности разделяют на такие же две группы:

а) поверхности, допускающие совместную обработку с другими;

б) поверхности или комплексы, явно требующие отдельной операции.

3. Рассматривают поверхности по пункту 1,а. Ориентируясь на желательную степень концентрации операций и технические характеристики тут же подбираемого станка и приспособления, объединяют в одну операцию несколько однородных обработок, предусмотренных для отдельных поверхностей. При этом в операции черновые включают также однородные с ними обработки поверхностей по пункту 2,а.

4. В появившийся в виде первого наброска план процесса помещают операции для поверхностей по пунктам 1,б и 2,б.

В построении технологического процесса специфические особенности вносят термическая и химико-термическая обработки. Целью термической обработки может быть:

1. снятие внутренних напряжений в материале ремонтной заготовки после наплавки, пластического деформирования и др.;

2. улучшение обрабатываемости материала;

3. повышение механических свойств материала детали до значений, требуемых техническими условиями на ее восстановление.

Термическую обработку, требующую оборудования, которое не размещается, как правило, в механическом цехе, всегда выгодно выполнять до механической обработки или же после нее. В таком случае технологический процесс механической обработки не прерывается. Такие термические операции, как отжиг, нормализация, улучшение и старение, предназначенные для снятия внутренних напряжений, выравнивания структуры и улучшения обрабатываемости материала, можно выполнять до механической обработки. Однако избежать разрыва процесса механической обработки, если требуется повышение механических свойств (твердости, прочности) материала, тем труднее, чем более точна деталь. Выполнение закалки и отпуска после механической обработки препятствует то, что деталь в процессе термообработки теряет полученную точность.

4.3.5. Краткая характеристика способов получения ремонтной заготовки

Ручная электродуговая и газовая сварки и наплавки

Этот способ широко распространен в ремонтной практике при восстановлении деталей, изготовленных из простой мало- и среднеуглеродистых сталей, а также из чугуна и цветных металлов.

Главный недостаток дуговой и газовой сварок и наплавок - глубокий прогрев детали до высокой температуры, в результате чего имеет место коробление, нарушение структуры металла, его однородности и, следовательно, изменение механических свойств. Эти изменения часто выходят за пределы допускаемых техническими условиями. Основными показателями, характеризующими, как известно, эксплуатационную надежность деталей СДМ, являются их динамическая прочность и износостойкость. С этой точки зрения применение достижений современной сварочной техники и, прежде всего, использование современной системы электродов, обмазок и флюсов позволяет существенно улучшить износостойкость, но не всегда удается при этом устранить снижение усталостной прочности восстановленной детали без термической обработки.