диплом на тему разработка новых способов восстановления деталей двигателя внутреннего сгорания 23.03.03 26 год / Записка, аннотация / диплом на тему разработка новых способов ремонта деталей двигателя внутреннего сгорания

Частота вращения круга:

Частота вращения заготовки:

Продольная подача:

(3)

Для чернового прохода, при K = 0,7:

Для чистового прохода, при K = 0,3:

Поперечная подача (на глубину, Sпопер):

черновая: Sпопер черн. = 0,025 мм/ход, 8 проходов;чистовая: Sпопер чист. = 0,01 мм/ход, 5 проходов.

Мощность резания для чернового прохода:

Очевидно, что при чистовом проходе мощность резания будет значительно меньше. Поэтому подбор станка будет осуществляться по значениям мощности чернового прохода.

Операция 35. Отрезная.

Резание будет осуществляться на электроэрозионном станке, на тех же режимах, что были описаны в операции 20. Такой способ был выбран, исходя их высокой твёрдости поверхности заготовки.

Кулачек (Рис. 12):

Рисунок 12 –Размеры кулачка коленчатого вала

Параметры детали:

не указанная шероховатость Ra 1,6;

твёрдость 54-56 HRC;

материал заготовки чугун ВЧ60 (ГОСТ 7293-85).

Анализ конструкции детали:

внешняя поверхность имеет сложную геометрическую форму;

шестигранное отверстие в изделие делается на специализированном станке;

малые допуск требует использование прецизионного оборудования.

Тип заготовки – отливка круглого сечения диаметром 50 мм (ГОСТ

26358-84) и длиной 101 мм. При этом коэффициент использования материала составляет 38%. Припуски на диаметр составляют – 4 мм, с учётом последующим отбелом и шлифовкой. Припуск на длину 2 мм от каждой шейки. Требование – получить за раз шесть кулачков.

Учитывая описанные выше условия и требования к детали и заготовки,

получаем такую последовательность операций, представленных в таблице 2.

Таблица 2 – Последовательность операций по обработке кулачка

коленчатого вала

Характеристики операций

Операция 05. Электроэрозионная обработка внешнего контура.

Значения режима резания для электроэрозионной резки:

длина реза: L=127,6 мм;

толщина заготовки: H = 101 мм;

скорость обработки для чугуна ВЧ60: V = 150 мм2.

Для достижение шероховатости отверстия Ra 1,6 нужно произвести два прохода по контуру: черновой и чистовой.

Параметры для чернового прохода, для данной заготовки:

ток: I = 5 А;

напряжение: U = 160 В;

длительность импульса (Ton): 2,5 мкс;

пауза между импульсами (Toff): 52 мкс;

обеспечиваемая шероховатость: Ra = 6,3 мкм.

Параметры для чистового прохода, для данной заготовки:

ток: I = 3 А;

напряжение: U = 100 В;

длительность импульса (Ton): 0,5 мкс;

пауза между импульсами (Toff): 30 мкс;

обеспечиваемая шероховатость: Ra = 1,6мкм.

Оставленный припуск 0,5 мм на диаметр для последующей шлифовки.

Операция 10. Сверление.

Режимы резания:

глубина резания: t = 3 мм;

подача: обработка чугуна резцом из Р6М5, S = 0,08 мм/об;

глубина сверления: l = 101 мм;

стойкость сверла: Т = 35 мин.

Из условий операции понятно, что она идентична операции 15 «сверления» для шеек. Отличие лишь в глубине сверления. Поэтому конечные данные на силу резания и мощность будут одинаковые.

Операция 15. Электроэрозионная обработка отверстия.

В этой операции будет использован такой же режим резки как в операции 20 «Электроэрозионная обработка отверстия» для шеек, так как отверстия идентичны по размерам и форме.

Операция 20. Термическая обработка поверхности – отбел.

Закалка будет осуществляться токами высокой частоты при вращении

заготовки. Параметры закалки:

вращение заготовки 60 об/мин;

передвижение индуктора 10 мм/с.

Параметры индуктора:

мощность генератора 50 кВт;

частота тока 60 кГц;

индуктор спиральный, медный, с зазором 3 мм до поверхности самой выступающей части.

При этих параметрах, нагрев должен быть 1000 на поверхности заготовки. При заданной частоте и мощности индуктора, отбел поверхности будет на глубину материала 1,2 - 1,5 мм. Основной материал заготовки сохранит пластичность, а поверхность приобретёт повышенную износостойкость, так как твёрдость на поверхности будет составлять 54 – 56 HRC.

После закалки обязателен отпуск для избавления от внутренних напряжений. Отпуск будет осуществляться при температуре 200 и

временем выдержки 1,5 часа.

Операция 25. Шлифование.

Режимы резания:

ширина шлифовального круга: B = 20 мм;

диаметр шлифовального круга: Dк = 400 мм;

окружная скорость круга: Vк = 22 м/с;

окружная скорость заготовки: Vз = 20 м/мин;

глубина резания: t = 0,25 мм.

Все параметры аналогичны, как в операции 30 «шлифование» для шеек, кроме габаритов и формы заготовки. Если габариты незначительно больше, то форма кулачка намного сложнее, чем у шейки. Для такой обработки требуется ЧПУ станок. Значения мощности резания будут незначительно отличаться.

Передняя шейка (Рис. 13 и Рис. 14):

Рисунок 13 - Размеры передней шейки коленчатого вала

Параметры детали:

не указанная шероховатость Ra 1,6;

твёрдость рабочих поверхностей 56-60 HRC;

материал заготовки чугун ВЧ60 (ГОСТ 7293-85).

Анализ конструкции детали:

внешняя поверхность имеет стандартную цилиндрическую форму, что позволяет обрабатывать её на универсальных станках;

шестигранное отверстие в изделие делается на специализированном станке;

малые допуск требует использование прецизионного оборудования.

Тип заготовки – отливка круглого сечения диаметром 55 мм (ГОСТ

26358-84) и длиной 80 мм. При этом коэффициент использования материала составляет 35%. Припуски на диаметр составляют – 5 мм, с учётом последующим отбелом рабочих поверхностей. Припуск на длину 6 мм.

Учитывая описанные выше условия и требования к детали и заготовке,

получаем такую последовательность операций, представленных в таблице 3.

Таблица 3 – Последовательность операций по обработке передней

шейки

Характеристики операций

Рисунок 14 - Зоны обработки передней шейки

Операция 05. Токарная черновая.

Переходы:

1-й черновой проход для всех поверхностей: t1 = 2 мм;

2-й и 3-й черновой проход для поверхностей 1, 4 и 3: t2 = t3 = 2 мм;

4-й и 5-й черновой проход для поверхности 3: t4 = t5 = 2 мм.

Подача при всех прохода: S = 0,7 мм/об.

Расчёт мощности резания будет проводиться только один, так как значения при одинаковых значениях подачи и глубине резания, будут сопоставимы.

Расчёт скорости резания:

= 292 – коэффициент для чугуна ВЧ60;

= 0,2 , = 0,15 , = 0,45;

= 60 мин;

;

Частота вращения шпинделя:

Силы резания:

Мощность резания:

Необходимая мощность на валу двигателя:

Операция 10. Токарная чистовая.

Переходы:

чистовой проход для поверхности 2: t2 = 0,5 мм;

чистовой проход для поверхности 1: t1 = 0,25 мм;

3 чистовых проходов для поверхности 3: t3 = 0,5 мм;

скорость резания для поверхности 2: S2 = 200 м/мин;

скорость резания для поверхности 3: S3 = 120 м/мин;

скорость резания для поверхности 1: S1 = 150 м/мин.

Подача при всех прохода: S = 0,08 мм/об.

Поверхность 2:

Частота вращения шпинделя:

Сила резания:

Мощность резания:

Необходимая мощность на валу двигателя:

Поверхность 3:

Частота вращения шпинделя:

Сила резания:

Мощность резания:

Необходимая мощность на валу двигателя:

Поверхность 1:

Частота вращения шпинделя: