1.10.5 Токарная обработка
Наплавленную поверхность протачивают на токарно-винторезном станке 16К20, с припуском 0,5 мм на последующее шлифование.
Точение можно проводить инструментом из твердых сплавов Т15К6, Т5К10, ВК6, ВК8.
Рекомендуемые режимы токарной обработки [1]:
скорость резания 37,0 м/мин,
подача 0,5 мм/об,
глубина резания 1,0 мм.
Оптимальные значения геометрических параметров резцов с режимами резания приведены в таблице 1.1
Таблица 1.1 Оптимальные характеристики процесса точения покрытий
-
Материал резца
Угол резца, град
Режимы резания
главный
передний
задний
скорость, м/мин
подача, мм/об
Т15К6
30–45
10–12
8–12
100
0,15
ВК3М
45
15
8
50–70
0,15
ВК6М
30
10–15
5 - 8
50
0,15
1.10.6 Шлифование
Шлифование выполняют на круглошлифовальном станке 3У142МВ
Обработка восстановленных поверхностей осуществляется в два этапа: черновое шлифование и чистовое шлифование.
Рекомендуемые режимы чернового шлифования [1]:
глубина чернового шлифования 0,01...0,05 мм/проход,
подача радиальная sр = 0,003 мм/об
окружная скорость круга 25…30 м/с;
окружная скорость детали 10…15 м/мин.
Рекомендуемые режимы чистового шлифования [1]:
глубина чистового шлифования принимается 0,008...0,01 мм/проход,
подача радиальная sр = 0,003 мм/об
окружная скорость круга 30…32 м/с;
окружная скорость детали 12…15 м/мин.
1.11 Выбор материала для восстановления и последующей обработки детали
Черновое шлифование перед наплавкой выполняем шлифовальным кругом электрокорунд зернистостью 40…50, твердостью СТ...СТ1, связка керамическая.
Наплавку производим в среде углекислого газа. Деталь наплавляем проволокой 30ХГСА, диаметр электродной проволоки 1,6 мм.
Для токарной обработки выбираем материал инструмента: материал режущей части резца Т15К6, геометрические параметры инструмента (угол резца: передний 5 - 10, главный в плане 25, вспомогательный в плане 15, главный задний 8 - 10, угол наклона главной режущей кромки 0), радиус при вершине 1 мм. [1]
Для шлифования детали после токарной обработки выбираем :
для чернового шлифования - шлифовальный круг нормальный электрокорунд, зернистость 40...50, твердость СТ...СТ1, связка керамическая,
для чистового шлифования - шлифовальный круг белый электрокорунд, зернистость 25...40, твердость СМ2...СМ1, связка керамическая [1]
1.12 Расчет режимов механической обработки поверхностей
Процесс восстановления деталей может быть условно разделен на два этапа. На первом этапе восстанавливают геометрические размеры детали выбранным способом нанесения на изношенную поверхность покрытия.
На втором этапе проводят последующую механическую обработку нанесенных покрытия.
1.12.1 Расчет параметров режимов нанесения покрытий
Силу тока при наплавке определяют в зависимости от диаметра детали .Сила тока, при диаметре электродной проволоки 1,2 - 1,6 мм, I = 85-110A
Шаг наплавки
()
где
– диаметр электродной проволоки, 
.
Скорость наплавки
()
где
- коэффициент наплавки, при наплавке
постоянным током обратной полярности
;
- шаг
наплавки;
- плотность
электродной проволоки, г/см3
(
= 7,85 ).
Частота вращения детали:
,
()
где
– диаметр детали
Скорость подачи проволоки:
()
Вылет электрода
,
()
Смещение электрода
,
()
1.12.2 Расчет параметров механической обработки
Механическую обработку восстановленных поверхностей деталей выполняют резанием резцами и шлифованием.
1.12.2.1 Токарная обработка
Точить до ф 60,18мм на длину 40 мм, t =2,0 мм, i = 2
Подачу s при черновом наружном точении выбираем по таблице 11 [2], s = 1мм/об.
Скорость резания при черновом обтачивании выбираем по таблице 26 [3]
v =125м/мин,
Частота вращения шпинделя определяется по формуле:
По паспорту станка n=630 об/мин
тогда
1.12.2.2 Шлифование
1.Шлифовать диаметр ф 60,1 на длину 40мм предварительно
Шлифовальный круг 450х150х200 25А40П ГОСТ 2424-89
По таблице 55 [2, с.301] шлифование врезное
Скорость круга vк = 35 м/с.
Скорость заготовки vз = 35 м/мин.
Глубина шлифования t = 0,035 мм.
Подача радиальная sр = 0,003 мм/об
Основное время на операцию
2. Шлифовать диаметр ф60k6 на длину 405мм окончательно.
По таблице 55 стр.301[2] шлифование врезное
Скорость круга vк = 35 м/с.
Скорость заготовки vз = 35 м/мин.
Глубина шлифования t = 0,027 мм.
Подача радиальная sр = 0,003 мм/об
1.13 Ремонт зубчатых передач
Выбор того или иного способа восстановления на конкретном предприятии зависит от технико-экономических показателей. Наиболее рациональным способом ремонта детали будет тот, который обеспечивает наибольший срок службы отремонтированной детали при наименьших затратах, не превышающих стоимость новой детали.
Рациональный способ восстановления деталей выбирается путем последовательного использования следующих критериев:
- критерий долговечности;
- технико-экономический критерий.
Рассмотрим способ хромирование + шлифование. Применяя хромирование, можно обеспечить нанесение слоя металла до 0,3 мм. Что обеспечит доведение диаметра детали до размера на 0,2мм больше чем номинальный размер. Для доведения детали до номинального размера, применим шлифование.
Обоснование выбранного способа – хромирование + шлифование. Износостойкость увеличится в 1,67 раза, сцепление снизится на 20%, долговечность повысится в 1,73 раза.
Рисунок 1.6 – Ведущая шестерня редуктора
Рисунок 1.7 – Ведомое колесо редуктора
В сборочных единицах часто применяют открытые передачи, в которых зубчатые колеса и звездочки испытывают большие нагрузки и не защищены от действия влаги и пыли. Это является причиной сравнительно быстрого износа зубчатых колес. Кроме того, используют закрытые зубчатые передачи в виде отдельных сборочных единиц: редукторов, коробок передач и др. При работе передач в подобных условиях возникают в зацеплении дополнительные динамические нагрузки, вызываемые деформациями зубчатых колес и валов, а также опор и корпусов вследствие неизбежных неисправностей изготовления и монтажа. Помимо того, передачи могут работать со значительными знакопеременными кратковременными перегрузками. Для замены зубчатых колес в закрытых передачах часто требуется демонтаж с полной разборкой сборочной единицы. Зубчатые колеса относятся к категории дорогостоящих деталей. Поэтому на ремонтных базах, не оснащенных необходимым оборудованием для изготовления колес, возможно восстановление наплавкой изношенных зубьев, напрессовкой зубчатых венцов, вдавливанием и другими способами. Способ восстановления зубчатых колес выбирают в зависимости от характера неисправности, материала, класса точности и производственных возможностей ремонтного предприятия. Поступающие в ремонт зубчатые колеса могут иметь следующие неисправности: изнашивание рабочей поверхности зубьев; выкрашивание и поломка зубьев; образование трещин, задиров, вмятин и раковин; износ посадочных мест зубчатых колес и шпоночных пазов; нарушение правильного положения зубчатых колес и дефекты сборки. Степень износа зубьев определяют зубомером. Для этого по чертежу находят необходимую глубину замера и на этой глубине — размер зуба с помощью штангензубомера. Сравнивая полученный результат с номинальным размером (размер по чертежу), определяют величину износа. Зубчатые передачи считаются непригодными для эксплуатации, если величина их износа превысила предельно допустимое значение, которое устанавливается для каждой передачи техническими условиями на ремонт данной машины. Для большинства строительных машин небольшой износ зубьев открытых зубчатых передач, не вызывающий уменьшения толщины зуба по делительной окружности более чем на 10…12%, не вызывает необходимости особых способов ремонта. В этих случаях разрешается зачистка зубьев от заусенцев без проведения других восстановительных операций. Изношенная зубчатая передача может быть отремонтирована: наплавкой отдельных зубьев, сплошной наплавкой всего обода, методом деформации, методом ремонтных размеров и слесарно-механическими способами. Зубья шестерен после обычной наварки зачищают и наплавляют тонким слоем твердого сплава сормайт. Размер зубьев после механической обработки перед наплавкой должен быть меньше номинального на величину до 1,5 мм. Наплавка зубьев производится в ванне с водой. Для наплавки боковых поверхностей зубьев шестерню устанавливают в ванне и наплавку начинают со второго зуба от поверхности воды (рисунок 4.6). Пламенем газовой горелки наплавляемый зуб разогревают, после чего прутком сормайта наносят флюс-буру и наплавляют зуб до требуемого размера.
Рисунок 1.8 - Последовательность наплавления зубьев шестерни в ванне с водой
После этого шестерню поворачивают так, чтобы наплавленный зуб не касался поверхности воды, и наплавляют следующий (третий) зуб. После того, как наплавленный второй зуб охладится (до темно-вишневого цвета), его погружают в воду для закалки. Износ и выкрошивание торцов зубьев шестерни из сталей марок 40Х и 45Х устраняют, наплавляя газовой горелкой в нейтральном пламени проволоку из стали марки 40Х. Наплавку можно производить также электродуговой сваркой, используя проволоку клапанной пружины со специальными обмазками. Наварку сталинитом сильно изношенных зубьев необходимо вести методом комбинированного слоя. Слой шихты сталинита при этом насыпают в месте наварки и расплавляют металлическим электродом или же применяют металлические стержни с обмазкой сталинита. Для нормальной работы зубчатых колес должны быть соблюдены два основных условия: линия касания зубьев должна находиться на начальной окружности обоих колес; переход от одного зуба к другому должен быть плавным, без толчков и рывков. Зазор между зубьями имеет большое значение для правильной работы зубчатых колес. При сборке цилиндрических шестерен величину бокового зазора между зубьями измеряют щупом или прокаткой свинцовой пластинки, пропускаемой между зубьями, которая после этого измеряется. Замер величины бокового зазора производят между тремя парами сопряженных зубьев в трех местах под углом 120° и принимают наибольший зазор. В большинстве случаев для восстановления деталей методами пластического деформирования могут быть использованы стандартные токарные или сверлильные станки, дополнительно оснащенные силовым цилиндром. Необходимо отметить, что описанные выше схемы реализации метода восстановления зубчатых колес пластическим деформированием могут быть успешно применены только для шестерен среднего и мелкого модуля с незначительной величиной износа по толщине зуба. Расширение области использования данных методов связано с необходимостью привлечения дополнительного материала в виде порошковой шихты, ленты, обмазки и т. д. Комбинированные способы основаны на пластическом деформировании зубчатого венца с одновременным приисканием присадочного материала к изношенной поверхности зубьев под действием накатника или пуансона. В качестве дополнительного материала применяется порошковая шихта с пластификатором, которая подается в зону прокатки зубьев и под действием накатника заполняет дефектные участки нагретых зубьев восстанавливаемого колеса, прочно припекаясь к ним. При большом износе зубчатого венца рационально брать в качестве присадочного материала одну или одновременно две порошковые ленты, которые в нагретом токами высокой частоты состоянии накатываются на предварительно уточенные зубья шестерни. В качестве накатника в данном случае может быть использовано другое изношенное колесо, а порошковыми лентами восстанавливаются одновременно обе изношенные ленты.
1.14 Нормирование и определение квалификации работ
1.14.1 Норма времени при восстановлении деталей способом электродуговой наплавки
()
где 
–
основное время, в течение которого
происходит наращивание слоя металла
заданной толщины на изношенные поверхности
детали или его удаление в процессе
механической обработки детали, мин;
–
вспомогательное время, время выполнения
комплекса подготовительных и заключительных
(вспомогательных) переходов (операций),
мин;
[1]
–
дополнительное время, затрачивается
на уход за рабочим местом и поддержание
его в надлежащем состоянии в течение
рабочей смены, на отдых, личные надобности
и производственную гимнастику, мин;
–
подготовительно-заключительное время,
затрачиваемое на получение, ознакомление
и сдачу работы, на подготовку оборудования
и оснастки, на оформление документации
на партию одноименных деталей, 
мин;
[1]
–
количество деталей в партии, шт.
()
где 
–
оперативное время;
- доля
дополнительного времени от основного
и вспомогательного,
принимается 10…14 %.
()
()
где 
–
длина наплавляемой поверхности
с учетом захода и выхода электрода, по
заданию 
40 мм;
- скорость
наплавки, 
м/мин;
- диаметр детали, с учетом износа d= 60мм
- число проходов, 
;
- шаг наплавки, 
мм/об.
Топ = 2,22+1=3,22мин
Тнапл = 20мин