
- •В.В. Зеленцов основы технологии производства и ремонта автомобилей комплекс учебно-методических материалов
- •Содержание
- •1. Пояснительная записка
- •2. Рабочая учебная программа
- •Тема 9. Нормирование технологических операций обработки деталей
- •Тематический план дисциплины
- •3. Опорный конспект лекций
- •3.1. Понятие об изделии, производственном и технологическом процессах, предприятиях
- •Изделие и его составные части
- •Производственный и технологический процессы
- •Классификация автомобилестроительных производств и их краткая характеристика
- •Единая система технологической подготовки производства
- •3.2. Технологичность конструкции изделий
- •Основные понятия и оценка технологичности
- •Рекомендуемый перечень показателей технологичности конструкции по видам изделий
- •3.3. Получение заготовок
- •Технологические методы получения заготовок
- •Технико-экономическое обоснование выбора заготовки
- •Методы обеспечения точности обработки
- •3.4. Проектирование технологических процессов обработки деталей
- •Классификация технологических процессов и исходная информация для их разработки
- •Основные этапы и задачи, решаемые при разработке технологических процессов
- •3.4.3. Определение количественных характеристик производства
- •Определение последовательности операций по типовому или групповому технологическому процессу
- •Выбор режимов резания
- •Определение норм времени на обработку
- •Определение технологической себестоимости операции
- •3.5. Качество поверхностей деталей
- •Основные понятия
- •Формирование качества поверхности технологическими методами
- •3.6. Восстановление свойств автомобилей и их агрегатов
- •Меры по увеличению ресурса при ремонте
- •Влияние характера нагрузок на прочность материала новых и восстановленных деталей
- •Основные принципы организации и оптимизации авторемонтного производства
- •3.7. Дефектация деталей. Последовательность технологических операций восстановления деталей автомобиля
- •Технологические операции восстановления валов
- •Типовые технологические операции восстановления коленчатого вала
- •Технологические операции восстановления корпусных деталей
- •Технологические операции восстановления блоков цилиндров
- •3.8. Основы выбора процессов обработки деталей автомобилей при их восстановлении до максимально возможного послеремонтного ресурса
- •Влияние формы восстанавливаемой детали и структуры ее материала на усталостную прочность
- •Совершенствование процессов механической обработки деталей резанием
- •Химический состав сталей у10а, у11а и у12а
- •Свойства углеродистых инструментальных сталей
- •Состав легированных инструментальных сталей
- •Свойства некоторых марок легированных инструментальных сталей
- •Быстрорежущие инструментальные стали марок «р»
- •Химический состав некоторых марок быстрорежущих сталей маркировки «р» (Рапид)
- •Применение сталей «р»
- •Химический состав и свойства металлокерамических твердых сплавов
- •Технологические операции изготовления токарных резцов с твердосплавными пластинами
- •Свойства режущих пластин цм332
- •Упрочнение деталей при ремонте методами поверхностного пластического деформирования
- •Зависимость предела выносливости -1 после ппд от структуры и свойств материала
- •Совершенствование технологических процессов восстановления деталей электродуговой и газовой сваркой и наплавкой
- •Теплофизические свойства конструкционных материалов в зоне сварки
- •Влияние напряжения дуги на содержание азота и образование пор при сварке среднеуглеродистых сталей
- •Влияние условий сварки на расход газа q (л/ч)
- •Способы улучшения качества рабочих поверхностей деталей при восстановлении процессами металлизации
- •Скорости распыления воздуха по высоте н (мм) при вертикальном расположении металлизационного конуса
- •Характеристики твердости среднеуглеродистых сталей, упрочненных металлизационным покрытием
- •Размеры капель (%) при изменении силы тока
- •Совершенствование способов восстановления деталей методами гальванопокрытий
- •Режимы гальванопокрытий при восстановлении стальных и чугунных деталей
- •3.9. Нормирование технологических операций обработки деталей
- •Производительность труда и экономическая эффективность ремонта
- •Расчеты машинного времени для некоторых технологических операций восстановления деталей
- •Оптимизация режимов механической обработки при составлении технологических маршрутов восстановления деталей
- •Высота микронеровностей при различных способах обработки деталей
- •Нормирование технологических процессов сварки, наплавки и гальванопокрытий при восстановлении деталей
- •4. Контроль знаний Вопросы для самопроверки
- •Список рекомендуемой литературы
Способы улучшения качества рабочих поверхностей деталей при восстановлении процессами металлизации
Как известно, процесс металлизации заключается в нанесение на заранее подготовленную поверхность детали расплавленного металла путем распыления его воздухом. При этом размер частиц напыляемого металла может составлять от 3 до 300 мк. Сцепление нанесенного покрытия с основным металлом детали осуществляется при этом за счет механических и молекулярных связей. Поверхности металлизационных покрытий требуют обязательной последующей механической обработки [12].
Преимуществами металлизации перед другими способами восстановления номинальных размеров деталей являются следующие: получение покрытий толщиной от десятых долей до 10 и более миллиметров; высокая производительность и экономичность процесса; небольшой нагрев восстанавливаемой детали; по сравнению с наплавкой, возможность нанесения на рабочую поверхность детали при ремонте материала повышенного качества. Известным ограничением использования данного процесса является невысокая ударная стойкость восстанавливаемого слоя при некоторых видах металлизации, например, для поверхностей шестерен механизмов газораспределения. Наибольшее распространение процесс металлизации получил для восстановления опорных шеек коленчатых и распределительных валов автомобильных двигателей, а также для наружных посадочных поверхностей втулок впускных клапанов в двигателях небольшого литража, для восстановления размеров осей в приводах систем управления двигателя и т.п.
Для подготовки поверхностей деталей к металлизации необходимо устранить не только усталостные трещины в поверхностных и подповерхностных слоях детали, но и любые последствия деформаций в виде «линии сдвига». Для снятия верхних поврежденных слоев детали следует использовать обработку шлифованием с небольшим припуском на обработку. Так как критическая длина (глубина) микротрещины составляет не более 2 мкм, следует вести обработку мелкозернистыми кругами «АС» с малыми припусками и на малых продольных подачах S непосредственно перед процессом металлизации с последующим протравливанием металлизируемой поверхности слабощелочными растворами с последующей мойкой в горячей воде при 75 С. В металлизаторах используют различные способы подвода к рабочей зоне тепла и металла.
Металлизация подразделяется на газовую, электрическую (электродуговую и высокочастотную) и плазменно-дуговую.
В качестве расходного материала, т.е. металла, в газовых металлизаторах используют либо металлизационную проволоку, либо металлизационный порошок. Дозирование металла в «металлизационном конусе» установки при использовании проволоки является более стабильным, более стабилен и химический состав металлизационных частиц.
При работе газового металлизатора давление подводимого воздуха составляет (0,3… 0,5) МПа, расход воздуха (0,6…0,8) м3/мин; давление ацетилена в баллоне (0,04…6,0) МПа; диаметр проволоки (1,2…3,0) мм; скорость подачи воздуха в металлизатор составляет (1,2…3,0) мм; коэффициент использования материала проволоки 80 %.
Расстояние от кромки сопла до металлизируемой поверхности выбирают исходя из характеристики металла и размеров детали. Это расстояние Н характеризует высоту «конуса распыливания», а угол у вершины конуса называют «углом раскрытия конуса». Наилучшие результаты сцепления металлизационного слоя с деталями из сплавов железа достигаются при Н=120…150 мм. Для повышения износостабильности покрытия в состав распыляемого металла вводят соединения никеля, хрома и вольфрама: никель (65…80) %, хром (8…20) %, бор (2,0…5,0) %, железо, кремний, углерод и до (14…17) % вольфрама. Основным условием нанесения высококачественного покрытия является достаточно прочное сцепление напыленного металла с металлом основной детали. Это достигается с помощью активизации процессов смачивания частицами напыленного металла металлизируемой поверхности. Для увеличения площади контакта поверхность детали увеличивают предварительной механической обработкой. Энергия присоединения (адгезии) А определяется выражениями:
; (3.71)
, (3.72)
где 13 – энергия «стягивания» поверхности капли под действием сил поверхностного натяжения в капле на участке границы металл (3)–воздух (1); 23 – сила поверхностного натяжения в капле на поверхности на участке границы капля (2)–металл (3) (в потоке воздуха при давлении Р величина силы поверхностного натяжения 13=PR/2 при радиусе капли R); 12 – сила поверхностного натяжения в капле со стороны поверхности детали, смоченной жидким напыленным металлом (2) и поверхностью капли, контактирующей с воздухом (1), при 13 < 12 + 23 форма капли постоянна; – «угол смачивания», т.е. угол, образуемый касательной к боковой поверхности капли по отношению к «горизонтальной образующей» для поверхности металлизированной детали.
Для газовой металлизации так же, как и для других видов, существенную роль играет состояние капель металла при выходе из сопла, а также состояние этих капель в момент контакта с металлизируемой поверхностью. Скорости движения воздуха Vвозд для металлизационных конусов под действием воздушного распыления приведены для Н в табл. 3.20 для электродугового процесса.
Таблица 3.20