close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

414.Шамаев И.А. Курсовое проектирование по технологии машиностроения

код для вставкиСкачать
УДК 69.0025.004.67 (07)
И. А. Шамаев
КУРСОВОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПО ТЕХНОЛОГИИ
МАШИНОСТРОЕНИЯ, ПРОИЗВОДСТВУ И РЕМОНТУ ПТ И СДМ
Учебно-методическое пособие
Описана методика выполнения общих расчетов ремонтного завода, цехов и
отделений, технологических процессов изготовления и восстановления деталей
ПТ и СДМ. Представлены необходимые справочные и нормативные сведения.
Предназначено для студентов специальности 190205 «Подъмнотранспортные, строительные, дорожные машины и оборудование» направления
подготовки дипломированного специалиста 190200 «Транспортные машины и
транспортно-технологические комплексы».
Табл. 35. Библиогр.: 13 назв.
Рецензенты: кафедра «Технология машиностроения» Воронежского
государственного технического университета;
В.К. Астанин, доцент кафедры «Ремонт машин» Воронежского
государственного аграрного университета
Используется по решению редакционно-издательского совета Воронежского
государственного архитектурно-строительного университета
Папка «Проект». Файл «Шамаев.doc». Объем – 1,15 Мб
© Шамаев И.А., 2005
© ВГАСУ, 2005
Начало оглавление
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
Государственное образовательное учреждение
высшего и профессионального образования
Воронежский государственный архитектурно-строительный университет
И.А. ШАМАЕВ
Курсовое проектирование по технологии машиностроения,
производству и ремонту ПТ и СДМ
Учебно-методическое пособие
Рекомендовано в качестве учебно-методического пособия
редакционно-издательским советом Воронежского государственного
архитектурно-строительного университета для студентов,
обучающихся по специальности 190205
"Подъемно-транспортные, строительные, дорожные машины и оборудование"
направления подготовки дипломированного специалиста 190200 «Транспортные
машины и транспортно-технологические комплексы»
Воронеж 2005
УДК 69.0025.004.67(07)
Шамаев, И.А. Курсовое проектирование по технологии машиностроения,
производству и ремонту ПТ и СДМ [Электронный ресурс]: учеб.-метод. пособие /
И.А. Шамаев; Воронеж. гос. арх.-строит. ун-т. – Воронеж, 2005. – 90 с.
Описана методика выполнения общих расчетов ремонтного завода, цехов и
отделений, технологических процессов изготовления и восстановления деталей
ПТ и СДМ. Представлены необходимые справочные и нормативные сведения.
Предназначено для студентов специальности 190205 «Подъмнотранспортные, строительные, дорожные машины и оборудование» направления
подготовки дипломированного специалиста 190200 «Транспортные машины и
транспортно-технологические комплексы».
Табл. 35. Библиогр.: 13 назв.
Используется по решению редакционно-издательского совета Воронежского
государственного архитектурно-строительного университета
Рецензенты: кафедра «Технология машиностроения» Воронежского
государственного технического университета;
В.К. Астанин, доцент кафедры «Ремонт машин» Воронежского
государственного аграрного университета
© Шамаев И.А., 2005
© ВГАСУ, 2005
ВВЕДЕНИЕ
Курсовое проектирование ставит своей целью закрепить знания, полученные
при изучении теоретических разделов курса в процессе решения комплексных вопросов, касающихся основных его разделов. Для успешного выполнения курсового проекта требуется хорошо знать технологию машиностроения, ремонта ПТ и
СДМ, а также организацию технологического процесса в условиях машиностро ительного, ремонтного предприятия.
В курсовом проекте выполняются: общие расчеты ремонтного завода, детальный расчет одного из цехов (отделения) завода с подробной технологической разработкой и расстановкой оборудования, проектирование технологии, изготовления и восстановления детали. Курсовой проект состоит из 3 4 листов чертежей
стандартного формата А1 и пояснительной записки объемом 20 30 страниц рукописного текста. В состав проекта входят:
расчетные и графические материалы по расчету ремонтного завода и цеха 1 2 листа чертежей и пояснительная записка 10 15 страниц;
технология изготовления детали - 1 лист чертежей и пояснительная записка
8 10 страниц;
технология восстановления детали - 1 лист чертежей и пояснительная записка 2 8 страниц.
Курсовой проект выполняется по заданию кафедры с индивидуальными исходными данными.
Расчетно-пояснительная записка должна содержать:
Задание на курсовой проект.
Введение.
Раздел 1. Расчет ремонтного завода:
а) общие расчеты по ремонтному заводу;
б) детальный расчет одного из цехов (отделения, участка).
Раздел 2. Технологический процесс изготовления детали.
Раздел 3. Технологический процесс восстановления детали.
Список использованной литературы.
Оглавление.
Расчетно-пояснительная записка является важнейшим составным элементом
проекта. В ней должны быть помещены расчеты и необходимые пояснения по
всем разделам проекта. Расчетно-пояснительная записка пишется на листах чистой нелинованной бумаги формата А4, на одной стороне листа, на которых с левой стороны оставляется поле для брошюровки. Нумерация страниц сквозная.
Оглавление должно содержать перечень разделов и параграфов с указанием номеров страниц. После оглавления перечисляется иллюстрированный материал.
Расчетно-пояснительная записка пишется литературным языком, грамотно,
кратко и ясно, формулировки не должны допускать различного толкования.
Необходимо обращать внимание на логическую последовательность изложения, правильность построения предложений, выделение абзацев.
Используемые термины и обозначения различных величин должны соответствовать требованиям ГОСТов. Текст необходимо сопровождать иллюстрациями:
4
схемами, графиками, рисунками, диаграммами. Количество их должно быть минимальным, но достаточным для ясности изложения.
В пояснительной записке соответствующих разделов обязательно должны
быть ссылки на графическую часть проекта, рисунки, таблицы, литературу.
При однотипности расчетов в пояснительной записке следует привести только
пример расчета, а остальные данные расчетов свести в таблицу. При заимствовании формул указывается источник номером, согласно списку использованной литературы.
В пояснительной записке не должно быть повторений общеизвестных положений из книг, инструкций, ГОСТов и других источников. До полного окончания
работы над пояснительной запиской нумеровать страницы не следует, так как в
процессе работы над проектом может возникнуть необходимость вставить или
изъять часть текста.
Список литературы должен включать книги, статьи из журналов и др., используемые при разработке проекта. Список составляется в полном соответствии
с требованиями библиографии. При выполнении всех разделов проекта необходимо руководствоваться нормалями, ГОСТами, законодательными документами
по вопросам охраны труда, санитарными и строительными нормами, типовыми
проектами.
Каждый раздел текста должен начинаться с новой страницы и иметь порядковый номер, обозначенный арабской цифрой с точкой.
Нумерация пунктов раздела состоит из номера раздела и пункта, например:
1.1; 1.2 и т.д. Подразделы в свою очередь нумеруются, и их номер будет включать три цифры, например: 1.2.1. и т.д.
Каждый раздел и подраздел должны иметь краткий заголовок, соответствующий содержанию. Заголовок пишется с красной строки, не подчеркивается, без
точки в конце. Перенос слов в заголовке не допускается. Два предложения заголовка раздела записываются прописными буквами, а подраздела - строчными
(кроме первой прописной). Текст пишется от третьего лица, в изъявительном
наклонении, употребляются глаголы неопределенной формы. Например, "Режимы
резания приводятся…". Сокращение слов в тексте и подписях под иллюстрациями
не допускается за исключением: т.е. - во всех случаях; и т.п., и т.д., и др. и мн.др.,
и пр. - только в конце предложения: см, ср. (сравни), табл., рис., стр., вып., журн.,
изд.,л. (лист), п. (пункт), разд. (раздел), черт., сб. (сборник), ст. (статья) - при
ссылках и сносках в сплошном тексте.
Знаки №, %, sin, cos и др. в тексте ставятся только совместно с цифровыми
или буквенными обозначениями. В тексте можно писать номер, процент и т.д. или
sin 600, cos 300 и т.п.
Иллюстрации (схемы, чертежи и пр.) должны размещаться после ссылки на
них в тексте записки, именоваться рисунками и нумероваться арабскими цифрами
в пределах всей записки или раздела, например: рис.1 или рис.1.2 (второй рис унок первого раздела).
Под каждым рисунком приводится содержательная подпись, в которой римскими цифрами указываются различные положения изделия, арабскими - составные части объекта, схемы и т.д. и строчными буквами русского алфавита - эле5
менты деталей (отверстия, пазы, буртики и др.). В подрисуночном тексте должен
быть прямой порядок слов, например: "Рис.1. Планировка цеха: 1 - вал; а - паз
шпоночный" и др.".
Перечень оборудования, результаты однотипных расчетов и другое оформляются в виде таблиц, которые помещаются сразу же после упоминания о них в
тексте. Заголовки граф и колонок таблиц должны начинаться с прописных букв.
При наличии в тексте нескольких таблиц, они нумеруются арабскими цифрами в
пределах записки или раздела. Над правым верхним углом таблицы помещается
надпись "Таблица 2" или "Таблица 1.2" (вторая таблица первого раздела).
Таблица может иметь тематический заголовок, помещаемый под словом "Таблица". На второй и последующих страницах текста с табличными материалами
пишутся слова "Продолжение табл.2".
В таблицу не включается графа "№ п/п". При необходимости включения подобной графы указывается ее заголовок, например: "Номер строки", "Номер позиции" и др. Если входящие в таблицу параметры имеют различную размерность, то
она указывается в каждой графе или строке таблицы. При одной размерности параметров, они указываются над таблицей после заголовка, например: "Раз меры,
мм". Повторяющийся текст граф таблицы из одного слова допускается заменять
кавычками при большом количестве слов - заменяется словами "То же" и далее кавычками. Не допускается заменять кавычками повторяющейся цифры, марки,
знаки, математические и химические символы.
При отсутствии цифровых или других данных в соответствующей строке таблицы обязательно ставится прочерк. Цифры в графах таблицы должны иметь одинаковое число десятичных знаков.
Расчетные формулы сначала приводятся в буквенном обозначении с расшифровкой. Расшифровка каждого символа и его числовое значение даются с новой
строки непосредственно под формулой в последовательности расположения их в
формуле.
Формулы нумеруются арабскими цифрами в пределах всей записки или раздела номером в круглых скобках с правой стороны, например:
(5)
Tфн Д К
Д в Д п t см у Д пп у
6
1. ОБЩИЕ РАСЧЕТЫ РЕМОНТНОГО ЗАВОДА
Этот раздел курсового проекта разрабатывается в такой последовательности:
1. Обосновывается назначение завода.
2. Выбирается режим работы завода и определяются годовые фонды времени
рабочих, рабочих мест и оборудования.
3. Определяется годовой объем работ завода в целом и его подразделений.
4. Подсчитывается численность работающих.
5. Определяются площади цехов, складов и других помещений.
6. Производится компоновка производственного корпуса ремонтного предприятия.
Детальный расчет и компоновка производственных цехов, отделений,
завода
1) Подсчитывается количество постов, рабочих мест. Подбирается и рассчитывается количество основного технологического оборудования.
2) Расчетом уточняется площадь цеха (участка, отделения)
3) Составляется план цеха, участка, отделения с размещением рабочих мест и о сновного технологического оборудования.
1.2. Обоснование назначения завода
Обоснованием для проектирования предприятия является задание, разработанное кафедрой. В вводной части записки необходимо показать важность и значение ремонтного предприятия для народного хозяйства как с технической, так и
с экономической точек зрения. Ориентировочный состав предприятия для капитального ремонта машин приводится ниже.
1.2.1. Основное производство
Разборочный цех с отделениями: а) наружной мойки; б) разборки машин и агрегатов; в) выварки и мойки; г) контроля и сортировки.
Сборочный цех с отделениями: а) комплектовки и слесарной подготовки; б)
сборки машин и агрегатов; в) рамнокотельным; г) шиномонтажным.
Моторный цех с отделениями: а) ремонта узлов и сборки двигателей; б) то пливной аппаратуры и электрооборудования; в) испытательной станцией.
Кабино-жестяницкий цех с отделениями: а) жестяницко-арматурным, б) медницко-радиаторным; в) деревообрабатывающим; г) обойным; д) малярным.
Цех восстановления и изготовления деталей с отделениями: а) слесарно механическим; б) кузнечным; в) термическим; г) сварочным; д) металлизационным; е) гальваническим.
1.2.2. Вспомогательное производство
Отдел главного механика (ОГМ) с отделениями: а) ремонтно-механическим;
б) электроремонтным.
Инструментальный цех с отделениями: а) слесарно-механическим; б) заточным; в) инструментально-раздаточными кладовыми (ИРК).
1.2.3. Склады
Склад запасных частей, деталей, ожидающих восстановления.
Комплектовочный склад. Склад металлов.
1.1.
7
Склад утиля, горюче-смазочных материалов (ГСМ), леса, материалов.
Центральный инструментальный склад (ЦИС). Склад агрегатов, ожидающих
ремонта и отремонтированных агрегатов.
1.2.4. Административно-бытовые помещения
Конторские помещения и бытовые помещения.
1.3. Режимы работы и фонды времени
Режим работы ремонтного предприятия характеризуется количеством рабочих
дней в году, смен работы, длительностью смены в часах. Для крупных предприятий работу цехов целесообразно принимать в 2 смены, а для мелких - в одну. Годовые фонды рабочего времени подразделяются на номинальные и действительные. Номинальный фонд - это все рабочее время в году. Действительный фонд
учитывает только фактическое время, отрабатываемое рабочим или оборудованием с учетом потерь его по уважительной причине и отпуска.
Исходя из принятого режима работы предприятия, по действующим нормативам устанавливают номинальные и действительные фонды времени оборудования
и рабочих, значения которых приведены в таблицах 1.1 и 1.2.
Таблица 1.1
Годовые номинальные (Т фон) и действительные (Т фод) оборудования
Тип оборудования
Металлорежущее, деревообрабатывающее, гальваническое, для
разборо - сборочных работ
Кузнечно-прессовое, термическое,
контрольно-испытательные стенды
Сварочное, моечные установки
Односменная работа
Тфон
Тфод
Двухсменная работа
Тфон
Тфод
2070
2030
4140
4015
2070
2010
4140
3975
2070
2010
4140
3935
Таблица 1.2
Годовые номинальные (Т фры) и действительные (Т фрд) рабочих
Категория
Специальность рабочего
Тфры
Тфрд
специальности
Кузнец, медник, сварщик,
I
2070
1820
аккумуляторщик
Мойщик, вулканизаторщик, гальваник,
II
2070
1840
испытатель
III
Слесарь, токарь, плотник
2070
1860
1.4. Расчет и распределение трудоемкости по подразделениям заво да
Для расчета годового объема работ необходимы укрупненные нормы времени
(трудоемкость в чел.-ч) на один капитальный ремонт каждой машины, агрегата,
включенные в задание на курсовой проект.
8
При курсовом проектировании следует пользоваться нормами времени, приведенными в рекомендациях по организации технического обслуживания и ремо нта строительных машин [2]. При этом нужно учитывать, что приведенная в рекомендациях трудоемкость соответствует определенным условиям ремонта. В связи с
этим она должна быть откорректирована в зависимости от мощности предприятия
и его специализации коэффициентами снижения трудоемкости
и пересмотра
норм Б (табл.1.3.).
Таблица 1.3
Значение коэффициентов А и В
Трудоемкость (Т о), чел.-ч
А
Б
Завод общего назначения:
С трудоемкостью до 200 тыс.
1,00
1,00
200-500 тыс.
0,85
1,15
свыше 500 тыс.
0,75
1,25
Специализированный завод:
с трудоемкостью до 200 тыс.
0,75
1,20
свыше 200 тыс.
0,7
1,25
При большой номенклатуре ремонтируемых машин (более двух типов) и малом их количестве проектируется завод общего назначения.
Если же номенклатура невелика (1-2 типа), а количество большое - специализированный завод.
Для выбора коэффициентов необходимо определить трудоемкость основных
работ по формуле
То
Т N кр
где Тм - трудоемкость капитального ремонта машины данной марки, чел.-час. [2]
Nкр - число ремонтируемых машин каждого вида по заданию.
TО A
TОД
Основная действительная трудоемкость
Б
Кроме капитальных ремонтов машин, заводы обычно выполняют и другие виды работ, которые обычно задаются в процентах от трудоемкости ремонта машин
(табл.1.4).
Таблица 1.4
Трудоемкость дополнительных работ (Т д)
Виды работ
Изготовление запасных частей
TД
Изготовление нестандартного оборудования и заказов строительных организаций
TД
1
%
15
10
2
Расчетная трудоемкость ремонтного завода определяется как сумма трудоемкости основной действительной TОД
и
дополнительных работ Т Д
Т р Т ОД Т Д Т Д . Расчетная трудоемкость распределяется по цехам и отделениям завода: основная действительная TОД в процентном отношении приведена
в табл.1.5, а дополнительная Т Д - в табл.1.6.
1
2
9
Таблица 1.5
Наименование машин и
агрегатов
Разборки машин и агрегатов
Выварки и
мойки
Контроля и
сортировки
Комплектовки
и слесарной
подгонки
Рамнокотельное
Сборки машин
и агрегатов
Шиномонтажное
Жестяницкоарматурное
Медницкорадиаторное
Деревообрабатывающее
обойное
Отделения кабиножестяницкого цеха
Наружной
мойки
Отделения разборочного цеОтделения сборочного цеха
ха
1
Трактор на гусеничном ходу
класса 10 т и выше
Трактор на гусеничном ходу
класса до 10 т
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
0,5
9,2
1,6
2,03
2,10
7,5
21,6
-
5,0
4,9
0,6
1,6
0,5
9,0
1,5
2,0
2,5
6,3
21,0
-
4,5
4,0
0,6
0,8
Трактор на пневмоходу
0,2
8,1
2,3
2,1
2,9
7,2
26,7
1
2,6
4,0
0,5
0,5
Экскаватор на пневмоходу
0,2
8,2
1,1
1,4
1,9
7,2
36,5
0,9
2,6
1,1
0,7
0,4
Экскаватор на гусеничном
ходу
0,2
8,0
1,2
1,6
1,9
7,0
37,0
-
2,5
1,1
0,5
0,3
Автогрейдер
5,0
10,0
1,8
2,4
2,7
7,4
24,5
1,5
5,2
2,9
0,5
0,9
Краны автомобильные и
пневмоколесные
0,4
8,8
1,7
2,5
3,0
8,0
20,0
0,9
5,2
1,9
1,2
0,8
Каток моторный
0,4
10,0
1,5
20,0
3,0
3,9
21,0
-
2,5
3,0
0,2
0,4
11
Продолжение табл.1.5
Ремонта узлов и
сборки двигателей
Топливной аппаратуры и э/оборудования
Испытательная
станция
Слесарномеханическое
Кузнечное
Термическое
Сварочное
Металлизационное
Гальваническое
Итого, %
Отделения цеха восстановления и изготовления деталей
Малярное
Отделения цеха ремонта двигателей
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
1,30
12,2
3,6
1,20
22,5
2,3
1,4
4,0
0,3
1,2
100
1,3
12,4
4,5
1,4
19,0
2,0
1,3
4,2
0,3
0,9
100
1,5
4,5
3,3
1,4
23,0
2,3
1,0
4,5
0,1
0,3
100
1,2
4,1
3,0
0,4
22,6
2,5
0,7
3,0
0,1
0,2
100
4,5
2,9
0,5
21,5
2,5
0,9
4,5
0,10
0,20
100
9,8
3,1
1,1
17,0
2,6
0,9
2,8
0,3
0,5
100
6,8
3,0
1,0
24,7
3,0
0,7
4,5
0,2
0,2
100
12,0
4,0
0,9
25,0
3,7
0,9
3,8
023
0,3
100
1,6
0,9
12
Продолжение табл.1.5
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
Бульдозер (без трактора),
бетонорастворосмесители,
камнедробилки
0,3
10,5
2,8
1,5
5,5
10,0
29,0
-
-
-
-
-
Скрепер самоходный с одноосным тягачом
0,5
10,5
1,8
2,5
2,5
7,0
25,3
1,0
3,0
2,0
0,5
0,3
Двигатели мощностью до
100 кВт
0,5
7,2
1,0
2,4
2,1
-
-
-
-
2,5
-
-
Двигатели мощностью более
100 кВт
0,5
5,0
1,0
2,3
2,0
-
-
-
-
2,0
-
-
13
Продолжение табл.1.5
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
0,6
-
-
-
6,0
16,3
0,5
17,0
-
-
100
1,3
10
3,0
1,1
20
2,0
0,9
4,0
0,3
0,5
100
0,5
46,1
13,5
4,5
14,0
0,5
1,7
2,5
0,2
0,8
100
0,5
42
9,7
5,0
24,6
0,6
1,6
2,0
0,2
1,0
100
14
Таблица 1.6
1,0
Кузнечное
Сварочное
Термическое
Деревообрабатывающее
Малярное
-
Слесарно-механическое
-
Медницко-радиаторное
1. Изготовление за1,0 19,0
пчастей
2. Изготовление нестандартного оборудования и заказов 1,0 55,0
строительных организаций
Комплектовки и слесарной
подгонки
Жестяницко-арматурное
Сборки машин и агрегатов
Отделения ремонтного завода
Выварки и мойки
Вид работ
-
60,0
7,0
8,0
5,0
-
-
1,0 1,0
16
6,0 15,5 1,5 0,5
1,5
1.5. Расчет численности работающих
Списочное число производственных рабочих цеха, отделения, участка определяется по формуле
tц
mсп
,
Т фнд
где t ц - трудоемкость работ, выполняемых в цехе (отделении, на участке) за
год, чел.-ч; (табл.1.5 и 1.6);
Tфрд - действительный годовой фонд времени рабочего, соответствующий
категории, ч. (табл.1.1 и 1.2).
Явочное число рабочих:
tц
mя
Т фрн
где Т фрн - номинальный годовой фонд времени рабочего.
Кроме производственных рабочих, необходимо определить численность других
работников в % от общей численности производственных рабочих. Численность
вспомогательных рабочих (кладовщики, транспортные рабочие) составляет 12-15%,
инженерно-технических работников (ИТР) - 8-10%, младшего обслуживающего
персонала (МОП) - уборщицы, курьеры, гардеробщицы, дворники
15
2-3%, счетно-конструкторского персонала (СКП) - 2-4%. Из общего числа ИТР
примерно половина (начальники цехов, мастера и др.) и одна треть СКП работают
непосредственно на производстве, а остальные - в управлении предприятием.
1.6. Расчет производственных площадей
При общих расчетах ремонтного завода площади производственных участков и
отделений определяются приближенно умножением явочного количества рабочих,
занятых на этом участке в первую смену, на удельную площадь, приходящуюся на
одного рабочего.
Fц f m ,
где f - удельная площадь (табл.1.7).
Отделения наружной мойки и малярное при количестве рабочих в каждом из них
менее двух, рассчитываются, исходя из площади наибольшей по габаритам машины:
Fц Fм К
где F - площадь, занятая наибольшей машиной [1];
K - коэффициент проходов (K= 3 4).
1.7. Расчет площадей вспомогательных производств
Количество рабочих в инструментальном цехе принимается в размере 25%, а в
ремонтно-механическом отделении главного механика (ОГМ) -17% от количества
производственных рабочих слесарно-механического цеха завода. Из них 30% слесарей и 70% станочников в инструментальном цехе и 60% слесарей и 40% станочников в ремонтно-механическом.
Таблица 1.7.
Участок (отделение)
f
Участок (отделение)
f
2
ремонтного завода
(м )
ремонтного завода
(м2)
1
2
3
4
Гальванический
Термический
30 45
24 26
Наружной мойки
Ремонта узлов и сборки
30 35
15 18
двигателей
Разборочный
Испытательная станция
20 30
25 30
Выварки и мойки
Топливной аппаратуры и
25 30
10 15
электрооборудования
Комплектовочный
Слесарно-механический
15 18
10 15
Сборочный
Кузнечный
25 30
24 26
Контроля и сортировки
Сварочный
15 17
15 20
Жестяницкий
Металлизационный
10 15
23 25
Медницко-радиаторный
Деревообрабатывающий
12 15
20 25
Шиномонтажный
Малярный
18 20
40 50
Рамно-котельный
Обойный
18 20
10 12
Я
Количество рабочих в электроремонтном цехе ОГМ принимают из расчета один
электромонтер на 100 кВт установленной мощности токоприемников. Ориентир овочно для заводов, ремонтирующих до 400 машин мощностью токоприемников 180
кВт, от 400 до 700 машин - 320 кВт, более 700 машин - 560 кВт. Расчет площадей
16
для каждого из этих помещений производится также, как и для основного производства.
1.8. Расчет площадей складских, бытовых и конторских помещений
Площадь складов (металла; запасных частей; утиля; комплектовочного; деталей,
ожидающих восстановления; инструмента) определяется по формуле
QM Z t
,
FC
1200qK
где Q M - общий вес ремонтируемых на заводе машин за год, т [1];
Z - количество данного вида материала, подлежащего хранению на складе, % (для металла Z=8 12, для запчастей Z=10 12%; для утиля
Z=3,5; комплектовочного Z=5 6; деталей, ожидающих восстановления
Z=3 4; инструмента Z=2);
t - срок хранения материалов в месяцах (от 0,3 до 1 месяца);
q - допустимая нагрузка на м2 площади склада (q=1 2 т/м2 );
K - коэффициент проходов (K=0,3 0,4).
Площади бытовых и конторских помещений вычисляются по следующим нормам. Площадь раздевалок - 0,8 м2 на одного работающего на заводе.
Площади остальных бытовых помещений определяются по числу работающих в
первую смену: умывальник 1 м2 на 10 человек, душевых - 4,5 м2 на 10 человек,
туалетов - 3 м2 на 20 человек, буфета-столовой - 0,25 м2 на 1 человека.
Площади конторских помещений вычисляются по нормам на одного работающего, ИТР, непосредственно работающих на производстве (ИТР-50% и СКП- 33%), 7,5 м2 , начальника цеха - 10 м2.
1.9.
Выбор подъемно-транспортных средств
При выборе подъемно-транспортного оборудования необходимо учитывать зону
обслуживания, интенсивность грузопотоков, габариты и массу транспортируемых
объектов, характер выполняемых работ, возможность размещения подъемнотранспортного устройства на участке и т.д.
На ремонтных заводах применяются мостовые краны, кран-балки с электротельфером, монорельсы с электротельфером или электроталью, тележки для перемещения грузов по рельсам или полу, автокары, рольганги, конвейеры и т.п. Выбор типа
подъемно-транспортного оборудования и их количество должно быть обосновано.
Так, грузоподъемность подъемно-транспортного средства определяется по максимальной массе поднимаемых и транспортируемых объектов, а число мостовых кр анов для обслуживания разборочно-сборочных участков принимается из условия, что
один кран может обслужить 30 40 м, а в слесарно-механическом - 40 60 м. Выбранное подъемно-транспортное оборудование условными графическими изображениями должно быть показано на компоновочном чертеже производственного корпуса и планировке цеха [1].
Мостовые краны поставляются в зависимости от ширины пролетов со следующими параметрами (табл.1.8).
17
Таблица 1.8
Пролет
здания, м
12
18
24
30
36
Пролеты кранов при грузоподъемности
до 50 т
от 80 до 125 т
свыше 125 т
включительно
включительно
10,5
10
9,5
16,5
16
15,5
22,5
22
21,5
28,5
28
27,5
34,5
34
33,5
Мостовые однобалочные краны с ручным приводом поставляются грузопод ъемностью 3,2; 5,7 т с электроприводом 3,2; 5; 8; 12,5; 20; 32; 50; 80; 100; 125; 160;
200; 250; 320 т. Монорельсы с электротельфером или электроталью - 0,15; 0,25; 0,5;
1; 2; 3; 5; 7,5; 10 т.
1.10. Компоновка производственного корпуса завода
Общая площадь производственного корпуса определяется как сумма площадей
производственных и вспомогательных производств, бытовых и конторских помещений, части площадей складов, межцеховых проходов и проездов. Площадь проходов
и проездов составляет 10 15% площади всех помещений производственного корпуса.
По площади корпуса определяются его габариты. При этом необходимо стремиться к минимуму периметра здания, так как затраты на строительство и отопление его в данном случае будут наименьшими. Необходимо учитывать и строительные нормы и правила по расположению колонн и размеров пролетов.
Длина здания должна быть кратной 6 м, а ширина определяется количеством и
шириной пролетов. Обычно производственный корпус выполняется трех- или четырехпролетным. Ширина пролетов принимается стандартной, т.е. равной 12, 18, 24,
30 и 36 м.
Приступая к размещению цехов, участков и отделений в корпусе необходимо
прежде всего выбрать путь перемещения основной базовой детали (рама, картер), на
которой монтируются все остальные узлы и агрегаты. В зависимости от этого пути
различают схемы компоновки производственных цехов, участков, отделений с прямым, П- и Г- образным потоком. При прямом потоке разборочно-сборочные участки
располагаются в среднем пролете производственного корпуса. Рама машины во
время разборки, ремонта и сборки перемещается прямолинейно, а участки восстановления деталей и ремонта наиболее сложных агрегатов и узлов располагаются по
обе стороны разборочно-сборочной линии. В случаях недостаточной длины среднего пролета для размещения разборочно-сборочных участков проектируются П- и Гобразные потоки, которые оправдывают себя при больших объемах производства.
При компоновке необходимо стены (перегородки) в пролетах располагать в соответствии с положением колонн. В связи с этим трудно обеспечить совпадение расчетных площадей с принятыми. Допускается их расхождение в пределах 15%.
18
Сетку колонн в поперечном направлении принимают с шагом 3 м, в продольном
- 6 м, а ширину проходов - 1 м на 100 человек, проходы у источников тепла - 1,5 м,
проезды для автотранспорта - 3,5 4,0 м [1].
При проектировании можно принимать следующие размеры основных строительных элементов: толщина перегородочных стен 200 и 300 мм, капитальных 300 и
500 мм, ширина проемов для окон 1,5; 2; 4 и 3 м при высоте проемов, кратной 0,6 м;
ширина дверных проемов 1,5 м при высоте 2,4. Размеры ворот определяются
наибольшими габаритными размерами ремонтируемых машин. Их ширина должна
превышать на 0,6 0,9 м габаритные размеры машины.
При компоновке производственного корпуса необходимо учитывать следующее.
Желательно, чтобы в пределах корпуса не было пересечения грузопотока,
встречного движения деталей и узлов.
Должна соблюдаться технологическая последовательность расположения помещений. Например, рядом с отделением разборки должно быть отделение выварки и
мойки; непосредственно к этому отделению должен примыкать участок дефектовки
со складом, склад утиля. Рядом с механическим участком завода должен располагаться участок ремонта собственного оборудования, инструментальный участок и
заточное отделение (ОГМ).
Горячие участки и отделения завода должны располагаться рядом в одном пролете и изолироваться от других цехов брандмауером.
По санитарно-гигиеническим требованиям необходимо изолировать участки с
вредными выделениями и шумами (гальванический, испытательная станция и др.).
Рядом с огнеопасными участками нельзя располагать участки с легковоспламеняющимися производствами (деревообрабатывающий, малярный).
Малярное отделение и испытательная станция должны размещаться в одном из
крайних пролетов и отгораживаются брандмауером.
Компоновка главного корпуса завода и планировка участков выполняются в
масштабе 1:50; 1:75; 1:100; 1:200; 1:400; 1:500. План главного корпуса должен иметь
экспликтацию всех помещений с указанием их площадей, габаритные размеры, ширину пролетов и шаг колонн, подъемно-транспортные средства, дверные проемы и
ворота.
19
2. РАСЧЕТ ЦЕХОВ И ОТДЕЛЕНИЙ ЗАВОДА
В курсовом проекте по заданию кафедры детально разрабатывается цех (отделение) ремонтного завода с учетом принятой технологии ремонта.
На этой стадии проектирования производятся расчеты количества основного
технологического оборудования (моечные установки, станки, стенды и т.д.) и по дбор по технологической необходимости вспомогательного оборудования и инвентаря. По площади пола, занятого в цехе (отделении) оборудованием, разбираемыми
(собираемыми) машинами (агрегатами, узлами) и коэффициенту проходов, уточняется ранее определенная приближенными расчетами, площадь цеха (отделения).
Fц f K ,
где f - площадь пола, занятая оборудованием, ремонтируемыми объектами,
инвентарем;
K - коэффициент проходов (табл.2.1).
На определенной расчетами площади цеха (отделения) производится расстано вка оборудования, инвентаря, ремонтируемых объектов с соблюдением последовательности выполнения технологического процесса, охраны труда и противопожарных мероприятий.
Таблица 2.1
Значения коэффициента проходов (К)
Наименование отделений и цехов
1
Отделение наружной мойки
Разборочное отделение
Выварочно-моечное отделение
Контрольно-сортировочное отделение
Комплектовочное
Отделение ремонта топливной аппаратуры и электрооборудования
Рамно-котельное отделение
Агрегатное отделение
Отделение сборки машин
Медницко-радиаторное отделение
Жестяницкое отделение
Обойное отделение
Деревообрабатывающее отделение
Отделение ремонта узлов, сборки двигателей
Испытательная станция
Слесарно-механическое отделение
Кузнечное отделение
Термическое отделение
Гальваническое отделение
Сварочное отделение
20
Коэффициент К
2
3,0-4,0
4,0-4,5
3,5
3,5-4,0
3,0-3,5
3,5
4,5
4,5-5,0
4,5-5,0
4,0
4,0-4,5
3,5
6,0
4,0
3,5-4,0
3,0-3,5
5,5-6,0
5,0-5,5
4,0-5,5
4,5-5,0
Продолжение табл.2.1
2
4,0-4,5
3,5-4,0
3,5
4,0
4,5-5,0
1
Металлизационное отделение
Малярное отделение
Инструментальный цех
Отдел главного механика (ОГМ)
Шиномонтажное отделение
2.1. Разборочный цех
В цехе производят разборочно-моечные и контрольно-сортировочные работы. В
зависимости от объема выполняемых работ указанные ниже отделения могут быть
самостоятельными или объединенными с другими совместимыми по технологии
выполняемых работ.
2.1.1. Отделение наружной мойки
Отделение предназначается для наружной очистки и мойки машин.
Количество моечных машин (установок)
t M 1 N1 t M 2 N 2 ...t Mi N i
X MН
TФОД
где tM 1, tM 2, tM i - время мойки одной машины данного вида в часах (для бульдозеров, автокранов, катков - 0,7 ч., для экскаваторов, гусе ничных кранов, грейдеров, скреперов - 1,5 ч.);
Тфод - действительный фонд времени оборудования;
N1, N2, Ni - количество машин данного вида, подлежащих мойке за рас
четный период (год);
- коэффициент использования моечной машины по времени
( =0,92-0,95).
Оборудование отделения наружной мойки состоит из узкоколейной дороги и тележек, тяговой цепи, лебедки, баков для сбора отработанного масла, остатков раб очих жидкостей, топлива, машин для установок наружной мойки и др. ([1], приложение 1).
2.1.2. Отделение разборки машин и агрегатов
В отделении разбираются машины и их агрегаты. Подсчет количества рабочих
мест производится исходя из трудоемкости разборки машин, агрегатов и узлов. К оличество постов по каждой марке машин
0,3t P
XP
TФРН m У
где t P - трудоемкость разборки машин и агрегатов одной марки (табл.1.5, 1.6);
m - количество рабочих, занятых на одном посту (принимается 2-4 человека
в зависимости от сложности машины);
У - число смен работы отделения.
Если для какой-либо марки машин количество постов разборки получается более
трех, то необходимо проектировать поточную линию разборки.
21
Снятые с машин агрегаты и узлы разбираются на специальных стендах и пр испособлениях с применением механизированного инструмента. Общее количество
постов по разборке узлов и агрегатов
0,7t P
X PУ
TФРН m У
где t P - трудоемкость работ отделения разборки машины и агрегатов (табл.1.5, 1.6);
m - количество одновременно работающих на посту человек (принимается 1-2
человека в зависимости от сложности машины).
Каждый пост участка разборки оснащается оборудованием, примерный перечень
которого приведен в приложении I [1].
2.1.3. Отделение выварки и мойки
Отделение служит для обезжиривания деталей, удаления с их поверхностей
нагара, накипи и др. отложений. Для крупных деталей с этой целью в отделении
предусматриваются выварочные ванны, а для более мелких - моечные машины конвейерные или тупиковые (камерные).
Конвейерные машины более производительные и рекомендуются для заводов с
большим объемом ремонтируемых машин.
Количество моечных установок камерного типа
G t 0,25
NK
qe TФОД К К M
где G - вес ремонтируемых за год машин, т [1];
t - время мойки одной загрузки (0,8 1 ч);
qе - единовременная загрузка камеры, т (1 1,5 т) , [1] приложение 1;
К - коэффициент, учитывающий загрузку камеры по габаритам (0,5 0,8);
Км - коэффициент использования машин по времени (0,8 0,9).
Количество моечных установок конвейерного типа
0,25 G
NKУ
q K TФОД К
КM
ВЗ
где qк - производительность принятой установки, (2,5 3 т/ч);
КВЗ - коэффициент, учитывающий загрузку конвейера по весу (принимается
равным 0,7 0,8).
Число ванн для выварки крупных деталей (рамы, корпусные детали, топливные
баки, оперение, блоки цилиндров двигателей)
tM Nq
NB
TФОД n
где tм - норма времени на выварку одной крупной детали, (0,8 1,2 ч);
Nq - количество вывариваемых в год крупных деталей;
Тфод - действительный годовой фонд времени оборудования, ч;
n - количество одновременно загружаемых крупных деталей определяется
габаритами ванны (приложение 1) [1] ;
- коэффициент использования ванн (0,95 0,98).
22
Остальное оборудование принимается по технологической необходимости, примерный перечень которого приведен в приложении 1 [1].
Площадь отделения определяют по площади оборудования этого отделения с
учетом коэффициента проходов.
2.1.4. Контрольно-сортировочное отделение
В отделении проверяются и сортируются детали. Количество рабочих мест
tK
XK
Т ФРН У
где tк - трудоемкость работ по контролю и сортировке (табл.1.5, 1.6);
У - количество смен работы отделения.
Участок укомплектовывается дефектоскопами, верстками с приспособлениями для
замера деталей, стеллажами для деталей, шкафами для контрольно-измерительного
инструмента. Контрольно-сортировочное отделение ремонтного предприятия любой
мощности оснащается полным комплектом технологического оборудования, нео бходимого для выполнения контрольных операций, перечень которого приведен в
приложении 1 [1].
2.2. Сборочный цех
В цехе производятся комплектовочные, пригоночные и сборочные работы.
2.2.1.Отделение комплектовки и слесарной подготовки
В отделении комплектуются узлы и агрегаты и частично подгоняются сопряженные детали. Количество рабочих мест подсчитывается также, как и для ко нтрольно-сортировочного участка. Оборудование в отделении состоит из комплектовочных столов, стеллажей и слесарных верстаков. Для пригоночных р абот предусматриваются сверлильный станок, нождачное точило, механические развертки,
гидравлический пресс и др. Перечень оборудования приведен в приложении 1 [1].
2.2.2.Рамно-котельное отделение
Отделение располагается в начале сборочного цеха, куда рамы, ходовые тележки, навесное оборудование и др. металлоконструкции поступают после выварки.
Рамы и др. металлоконструкции ремонтируются на нескольких рабочих местах,
оснащенных станками, сварочным оборудованием, специальными стендами и др.
Количество рабочих мест для каждого вида работ
K tP
,
TФРН m У
где K - коэффициент распределения трудоемкости по видам работ. Для сварных
работ K=0,15; сверлильных - 0,08, малярных - 0,12, слесарных - 0,65;
tр - трудоемкость работ в отделении (табл.1.5, 1.6.);
m - количество рабочих на посту (1 2).
Каждое рабочее место оснащается необходимым технологическим оборудованием, перечень которого приведен в приложении 1 [1].
2.2.3. Отделение сборки машин и агрегатов
Сборочные работы разделяются на два этапа: сборка агрегатов и общая сборка
машины. Сборка агрегатов производится на специальных постах. Трудоемкость этих
XP
23
работ обычно составляет около 60% всех сборочных работ. Число постов для сборки
агрегатов
0,6t СБ
X СА
TФРН m У
где tсб - трудоемкость отделения сборки машин и агрегатов (табл.1.5);
m - количество рабочих на посту сборки (1 2).
Количество постов сборки каждого типа агрегатов определяется из процентного
соотношения трудоемкостей (табл.2.2). Общая сборка машин может осуществляться
на тупиковых постах общей сборки или на поточных линиях. Число постов общей
сборки для каждой марки машин
0,4t СБ
X СМ
TФРН m У
tсб - трудоемкость сборки той или иной марки машин (табл.1.5).
Число рабочих на одном посту сборки машины 2-3 человека при расчетном числе постов сборки машин одной марки менее трех, целесообразно проектировать тупиковые посты общей сборки, а при большем - поточную сборку.
Таблица 2.2
Процентное соотношение трудоемкостей сборочных работ
по агрегатам и узлам
Вид и марка
%
Собираемые агрегаты и узлы
машины
1
Трактор
гусеничный
тяговой мощностью 10 т
и более
Автогрейдеры
2
3
Коробка перемены передач
Муфта
Бортовые фрикционы
Сервомеханизм
Бортовой редуктор
Тормозные ленты
Ведущий вал главной передачи
Колонка рычагов управления
Корпус муфты сцепления
Балансирная рессора
Механизм натяжения гусениц
Натяжное колесо
Опорные катки
Поддерживающие катки
Гусеничная лента
Коробка передач
Демультипликатор
Редуктор заднего моста
Бортовые балансиры
Передний мост
Редукторы: промежуточный, выноса
отвала и наклона передних колес
7
3,4
3,8
4,2
3,3
1,5
0,8
0,6
0,8
6,7
4,5
7,7
5,9
2,5
47,3
10
5
12
20
5
24
14
Продолжение табл.2.2
1
Экскаватор
гидравлический
на пневмоходу
Трактор
колесный
Автокран
Экскаватор на
гусеничном ходу с механическим приводом
2
Подъемник отвала и кирковщика
Колонка и коробка управления рабочим органом
Колонка и коробка рулевого управления
Центральный тормоз
Карданные шарниры и валы
Гидроцилиндры
Механизм поворота
Башмаки опор
Рычаги управления
Редуктор
Гидроаппаратура
Колонка поворотная
Рама экскаватора
Дышло
Корпус коробки перемены передач и
заднего моста
Муфта сцепления
Коробка перемены передач
Задний мост
Дифференциал и механизм блокировки
Тормоза
Конечные передачи
Вал отбора мощности и кронштейн
механизма
Тяги управления
Приводной шкив
Передняя ось
Рулевое управление
Коробка перемены передач
Крановая установка
Механизм вращения
Редуктор поворотной рамы
Редуктор отбора мощности
Рама ходовой тележки
Опорные колеса
Гусеничная лента
Натяжные колеса
Ведущие колеса
25
3
14
7
3
3
7
14,5
1,2
3,5
7,2
6,5
9,5
24,5
1605
16,6
1,5
31,4
12,5
20,9
4
3,2
4,4
1,7
1,3
2,9
13,7
2,5
11,3
54,3
13,7
7
13,7
10
5
4
3
3
1
Трактор гусеничный тяговой
мощностью до
10 т
Продолжение табл.2.2
2
3
Многороликовое опорно-поворотное
2
кольцо
Поворотная платформа
30
Пульт управления
7
Привод и главная муфта
6
Главная лебедка
11
Реверс главной лебедки
8
Горизонтальный вал реверсного ме11
ханизма
Коробка перемены передач
11,5
Вал заднего моста
7,7
Конечные передачи
3,2
Корпус заднего моста
4,1
Карданная передача
3,2
Бортовые фрикционы
7,9
Рычаги управления
1,6
Механизм натяжения гусениц
1,4
Каретки
30,4
Поддерживающие ролики
1,6
Рама
4,1
Гусеничная лента
15,3
Каждый пост сборки оснащается соответствующим оборудованием (приложение 1) [1].
Площадь сборочного участка определяется по площади, занятой оборудованием (стенды, верстаки, стеллажи) и ремонтируемыми машинами с учетом коэффициента проходов.
Для определения площади, занятой поточной машиной, нужно знать ее длину.
L X CM (l1 l 2 ) 2l3 ,
где l1 - длина ремонтируемой машины или агрегата, м;
l 2 - интервал между машинами на конвейере (1 1,5 м);
l 3 - длина натяжной и приводной станций (2 3 м);
Xсм - количество постов поточной машины.
Ширина поточной линии определяется шириной ремонтируемой машины,
размерами необходимых сборочных приспособлений, удобствами работы сбо рщиков.
2.2.4. Шиномонтажное отделение
В отделении производится ремонт покрышек и камер. Отделение оснащается
моечной установкой, вулканизационным аппаратом, резервуаром для проверки
камер, верстаками, стеллажами и набором инструментов для выполнения р емонтных работ. Обычно организуются следующие рабочие места: приемки и де26
фектовки, мойки и вырезки, сушки, изготовления манжет, шероховки камер,
промазки, заделки, клейки, вулканизации. Количество рабочих мест
t ШМ
,
X ШМ
Т ФРН У
где tшм - трудоемкость работ участка (табл.1.5).
Участок должен размещаться в изолированном помещении. Площади участка
рассчитываются по площади, занятой оборудованием и коэффициенту проходов.
Примерный перечень основного оборудования приведен в приложении 1 [1].
При планировке сборочного цеха необходимо учитывать, что основной пр оезд должен быть шириной до 3 м, а проходы между оборудованием и верстаками
не менее 1,2 м.
2.3. Кабино-жестяницкий цех
В цехе производят ремонт кабин, топливных и масленых трубопроводов, р адиаторов, оперения, подушек и спинок сидений, обработку древесины, окраску
отремонтированных машин и др.
В зависимости от мощности ремонтного предприятия ниже перечисленные
отделения могут быть самостоятельными или объединенными. Например, дер евообрабатывающее и обойное отделения могут быть объединены в одно и т.д.
Рабочие места и площади рассчитываются, так же как и для шиномонтажного отделения и оснащаются технологическим оборудованием согласно приложению 1
[1].
2.3.1. Жестяницко-арматурное отделение
Отделение предназначается, в основном, для выполнения работ по ремонту
кабин, оперения и других жестяницко-арматурных работ. Расчет количества рабочих мест и площадей производится по аналогии с шиномонтажным отделением. Оборудование подбирается по технологическому комплекту, перечень которого приведен в приложении 1 [1].
2.3.2. Медницко-радиаторное отделение
Общая трудоемкость работ отделения по видам работ распределяется так:
ремонт радиаторов - 70%;
ремонт топливных баков и трубок - 30%.
По каждому виду работ определяется количество рабочих мест по формуле,
аналогичной для расчета шиномонтажного отделения, и выбирается необходимое
оборудование, перечень которого приведен в приложении 1 [1].
Отделение должно быть расположено рядом с отделением по ремонту двигателей или вместе с горячими цехами.
2.3.3. Деревообрабатывающее отделение
Отделение предназначается для обработки древесины, столярно -сборочных
работ по деревянным деталям кабин, ремонт сидений, оснащается универсальным деревообрабатывающим станком, столярными верстаками, заточным станком, дисковой электропилой, набором столярного, измерительного инструмента
и др. Рабочие места и площади рассчитываются так же как и для шиномонтажного отделения. Каждое рабочее место оснащается необходимым оборудованием
согласно приложения 1 [1].
27
2.3.4. Обойное отделение
Предназначается для ремонта подушек и спинок сидений. Подсчет рабочих
мест и площадей аналогичны подсчету для шиномонтажного отделения. Перечень оборудования приведен в приложении 1 [1].
2.3.5. Малярное отделение
Это отделение располагается в конце сборочного цеха в боковом пролете с
въездом и выездом на улицу. Расчет количества рабочих мест аналогичен шиномонтажному отделению. Каждое рабочее место оснащается соответствующим
технологическим оборудованием, перечень которого приведен в приложении 1
[1].
Окрасочная и сушильная камеры выбираются по ремонтируемой машине с
наибольшими габаритами. При планировке необходимо обеспечить свободный
заезд окрашиваемых машин в окрасочные и сушильные камеры. Площадь отделения рассчитывается по площади, занятой наибольшей по габаритам ремонтируемой машиной и оборудованием с учетом коэффициента проходов (табл.2.1).
В этом отделении должно быть предусмотрено место для приготовления и
хранения красок и растворителей, подведен сжатый воздух или установлен ко мпрессор.
Отделение должно быть обособлено от основных цехов и иметь приточно вытяжную вентиляцию с 10 12-кратным воздухообменом в час.
2.4. Цех ремонта двигателей
В цехе производят сборку узлов, общую сборку двигателей и испытание их.
На крупных ремонтных предприятиях в некоторых случаях разборку, мойку и
дефектовку деталей двигателя производят в этом цехе. В таком случае трудоемкость этих видов работ должна быть исключена из разборочного цеха и включена
в трудоемкость цеха ремонта двигателей.
2.4.1. Отделение ремонта узлов и сборки двигателей
Отделение предназначается для ремонта узлов двигателей и общей сборки их.
Для ремонта узлов обычно организуются следующие рабочие места с примерным
процентным соотношением трудоемкости выполняемых на них работ.
1. Расточка и хопингование цилиндров - 12%.
2. Расточка коренных подшипников и втулок распределительного вала - 9%.
3. Шлифование и полировка шеек коленчатых валов - 9%.
4. Шлифование распределительных валов - 5%.
5. Ремонт и испытание масляных насосов и фильтров - 8%.
6. Ремонт пусковых двигателей - 27%.
7. Ремонт водяных насосов, вентиляторов и их приводов - 5%.
8. Ремонт шатунно-поршневых групп - 8%.
9. Ремонт блоков, головок блока и клапанных механизмов - 17%.
Общее число рабочих мест для ремонта узлов
0,6t ц
X P3
Т ФРН У
где tц - трудоемкость работ отделения ремонта узлов и сборки двигателей
(табл.1.5).
28
Полученное расчетом количество рабочих мест распределяется по процентному соотношению работ, приведенному выше. При малом объеме ремонтируемых двигателей рабочие места необходимо укрупнять до полной загрузки раб очих. Общая сборка основных двигателей производится на стендах или поточных
линиях. Количество мест общей сборки двигателей
0,4t ц
,
X PO
Т ФРН m У
где m - количество рабочих на одном месте (1 2 человека).
При числе рабочих мест сборки менее трех целесообразно сборку осуществлять на тупиковых постах (стендах). Организация поточной линии сборки рациональна при числе мест от трех и более.
На линии общей сборки двигателей организуются, как правило, следующие
рабочие места: 1) запрессовки гильз, укладки коленчатого вала в собранный
блок; 2) установки шатунно-поршневой группы и распределительного вала; 3)
установки задней балки, шестерен распределения, водяного патрубка, топливного насоса, масляного насоса, масляного картера; 4) установки крышек картера
шестерен, шкива привода вентилятора, головки гидроцилиндров, валиков кор омысел, фильтров; 5) установки декомпрессионного механизма, водяного насоса,
коллекторов, пускового двигателя.
Общая длина конвейера по сборке двигателей Lд X po (l1 l2 ) , где l1 - длина
двигателя; l 2 - интервал 0,5 0,8 м. Каждое рабочее место оснащается необходимым оборудованием, номенклатура которого в приложении 1 [1].
Отделение должно быть оборудовано кран-балками или консольными кранами. Компоновка отделения должна производиться с учетом последовательности
выполнения технологического процесса с минимумом транспортных операций.
При поточной сборке двигателей рабочие места по ремонту узлов нужно располагать вблизи мест установки их на двигатель. Наиболее целесообразна ко мпоновка рабочих мест такая, при которой перпендикулярно линии общей сборки
двигателей располагаются рабочие места сборки узлов с законченным технологическим циклом. Двигатели при поточной сборке перемещаются на тележечном
конвейере или самоходных контователях.
2.4.2. Отделение ремонта топливной аппаратуры и
электрооборудования
Отделение предназначается для ремонта и испытания агрегатов и приборов
топливной аппаратуры и электрооборудования ПТ и СДМ. В отделении производится разборка, мойка, контроль и сортировка деталей, сборка и испытание агрегатов и приборов. При большом объеме ремонта машин целесообразно отделить
ремонт топливной аппаратуры от электрооборудования и размещать их в отдельных изолированных помещениях. В этом случае трудоемкость ремонта топливной аппаратуры можно принять равной 70%, а электрооборудования - 30% общей
трудоемкости отделения ремонта топливной аппаратуры и электрооборудования
(табл.1.5).
Количество рабочих мест
29
tЭ
XЭ
,
Т ФРН У
где tэ - трудоемкость работ отделения.
Количество рабочих мест из общего по ремонту каждого агрегата или прибора определяется из процентного соотношения трудоемкости их ремонта.
1. Разборка, мойка и дефектовка агрегатов и приборов топливной аппаратуры
- 15%.
2. Ремонт узлов и сборка топливных насосов - 30%.
3. Регулировка топливных насосов - 15%.
4. Ремонт форсунок - 10%.
5. Ремонт генераторов - 10%.
6. Ремонт магнето, прерывателей распределителей и аккумуляторов - 20%.
Каждое рабочее место оснащается соответствующим оборудованием, пер ечень которого приведен в приложении 1 [1].
2.4.3. Испытательная станция
Испытательная станция предназначается для обкатки и испытания двигателей
внутреннего сгорания. Количество испытательных стендов
N (t1 t 2 )
,
XИ
Т ФОД
где
- коэффициент повторности испытаний (1,05 1,10);
N - годовое количество ремонтируемых двигателей;
ТФОД - фонд времени работы стенда;
t1 - время обкатки и испытания двигателя на стенде (3 5 ч);
- коэффициент использования стенда по времени (0,85 0,95);
t2 - время установки и снятия двигателей с учетом перенастройки
стенда (для четырехтактных дизельных двигателей t2=3 4,3 ч,
двухтактных - 2 3 ч, для карбюраторных - 1 2 ч).
Расчетное количество стендов распределяется по маркам соответственно их
мощности ( приложение 1 [1]).
Остальное оборудование принимается исходя из условий целесообразности
его применения. Примерный перечень оборудования приводится в приложении 1
[1].
Испытательная станция должна располагаться в боковом пролете и быть изолированной и оснащенной кран-балками или консольными кранами, грузоподъемностью, соответствующей наиболее тяжелому двигателю.
2.5. Цех восстановления и изготовления деталей
В цехе восстанавливаются изношенные детали и изготавливаются новые.
2.5.1. Слесарно-механическое отделение
Трудоемкость участка (табл.1.5, 1.6) увеличивается на 5 8% необходимых на
изготовление и восстановление деталей оборудования.
Число единиц станочного оборудования механического участка
tcn
N ст
,
Т ФОД
30
где tсm - трудоемкость станочных работ (92% от объема работ всего
слесарно-механического отделения);
Тфод - действительный фонд времени оборудования;
- коэффициент использования станка (0,85-0,8).
Станочный парк по типам станков распределяется в следующем соотношении
(табл.2.3).
Таблица 2.3
Разбивка станочного парка ремонтного завода по типам станков
% к
общему
Типы станков
числу
станков
Токарные
40-45
Фрезерные
8-10
Строгальные и долбежные
8-10
Сверлильные
8-10
Револьверные
6-8
Типы станков
Шлифовальные
Заточные
Зуборезные
Прочие
% к
общему
числу
станков
6-8
1-2
4-5
6-8
Общепринятое количество должно составлять 100%.
Для определения площади участка нужно знать распределение станков внутри группы по размерам (малые, средние и крупные - табл.2.4).
Удельная площадь на один малый станок - 10 12 м2, средний - 15 18 м2,
крупный - 20 25 м2. Площадь участка в данном случае
FЦ f1 n1 f 2 n2 ... f n nn ,
где f1 , f 2 ... f n - удельная площадь на один станок соответствующей группы;
n1 , n2 ...nn - количество станков в данной группе.
Таблица 2.4
Распределение станков по размерам
В % от числа станков
Группа станков
данной группы
1
2
Токарные с высотой центров, мм:
малые до 200
40
средние до 360
55
крупные до 500
5
Фрезерные с площадью стола, мм:
малые 250х750
40
средние 300х1250
50
крупные свыше 1250
10
31
1
Строгальные и долбежные с ходов ползуна,
мм:
малые до 500
средние до 700
крупные до 1000
Сверлильные с диаметром сверления, мм:
малые до 12
средние до 35
крупные до 50
Револьверные с диаметром отверстия в
шпинделе, мм:
малые до 35
средние до 40
крупные до 65
Шлифовальные:
универсальные с высотой центров, мм:
малые до 200
средние до 300
внутришлифовальные средние
плоскошлифовальные средние
специальные для шлифования коленча тых валов, шлицев, хонингования и др.
Продолжение табл.2.4
2
35
35
30
25
70
5
40
50
10
25
30
10
5
30
На ремонтных заводах применяется групповая расстановка станков, так как
номенклатура обрабатываемых деталей очень разнообразна. При планировке о тделения необходимо соблюдать расстояния между станками, стенами зданий, колоннами, предусматривать проходы и проезды для внутрицехового транспорта.
Подробные сведения по этим вопросам можно найти в литературе /1/. Колич ество рабочих мест на слесарном участке принимается равным 8% от числа станков механического участка. Здесь размещаются слесарные верстаки, прессы,
ножницы для металла, сверлильные станки, разметочные и поверочные плиты,
стеллажи. Перечень оборудования слесарного участка приведен в приложении 1
/1/.
2.5.2. Кузнечное отделение
Трудоемкость работ этого отделения на собственные нужды увеличивается на
10% от расчетного. Работы кузнечного отделения распределяются по видам так:
ручная ковка (20-25%), ковка и штамповка под молотами (65-70%) и штамповка
на фрикционных прессах (5-10%). Вес поковок Qв, изготовляемых вручную,
t в Р К пк
Qв
т,
2Т ФРН У
где t в - трудоемкость кузнечных работ, выполняемых вручную;
Р - вес поковок, изготовляемых вручную за год на одном рабочем месте
32
(Р=10 т);
Кпк - коэффициент, учитывающий потери металла при ковке (К пк=1,1).
Количество поковок, изготовляемых под молотком,
t м К пк
т,
Qм
в
где tм - трудоемкость кузнечных работ, выполняемых под молотом;
Кпк - коэффициент потерь металла (К пк=1,2);
в - средняя трудоемкость изготовления 1 т поковок под молотом (в=70
чел.-ч).
Количество фрикционных прессов
t пр
,
N пр
Т ФОД
где tпр - трудоемкость кузнечных работ, выполняемых на прессах.
Число кузнечных горнов
Qв 1000
,
Nг
q г Т ФОД
где qг - часовая производительность горна (5-7 кг/ч).
Для определения характеристик ковочных молотов необходимо знать разбивку поковок по весу (табл.2.5).
Таблица 2.5
Зависимость веса падающей части молота от веса поковок
Разбивка поковок
в % к общему
по весу, кг
количеству, см
До 10
41
10-15
10
15-25
12
25-20
29
Свыше 50
8
Вес падающей
части молота,
кг
100
150
200
300
500
Производительность молота, кг/ч
14
17
22
88
75
Необходимое количество молотов для каждой весовой группы
QM C M 10
NM
,
q M TФОД ИМ
где qм - производительность молота, принимается в зависимости от веса па
дающей части молота и веса заготовок, кг/ч (табл.2.5);
См - доля поковок данной весовой группы в процентах;
им - коэффициент, учитывающий использование молота по времени
(0,75-0,85).
Если расчетное число молотов данной весовой группы мало по величине, то
целесообразно производить расчет молотов для двух или более соседних весовых
групп по наибольшей производительности молота группы. Нагрев заготовок пр оизводится в камерных печах, число которых принимается по числу молотов и
33
фрикционных процессов. Размеры пода печи в зависимости от веса падающей части молота приведены в таблице 2.6.
Таблица 2.6
Ориентировочные значения пода печи в зависимости от веса
падающей части молота
Вес падающей части,
кг
100
150
200
500
Площадь пода, м2
0,27
0,34
0,47
0,74
Размеры пода (глубина, ширина), мм
470х520
580х560
580х810
700х1050
При расчете числа рабочих кузнечного отделения необходимо учитывать следующие особенности:
1) за рабочим местом ручной ковки закрепляется кузнец и молотобоец;
2) за молотами с весом падающей части от 100 до 200 кг закрепляется кузнец
и подручный;
3) за молотами с весом падающей части более 200 - кузнец, подручный, машинист.
Для ручной ковки необходимо установить наковальни и горны одно - или
двухогневые. Виды и типы молотов, прессов, нагревательных печей и другого
вспомогательного оборудования приведены в приложении 1 [1].
Расстановку оборудования так же, как и в механическом цехе, производят по
групповому признаку.
При планировке кузнечного участка необходимо учитывать, что молоты
должны отстоять от стен не менее, чем на 4-5 м, а нагревательные печи - не менее, чем на 1 м, расстояние между горнами должно быть 3-4 м, а между наковальнями - не менее 3 м.
Отделение должно быть оборудовано кран-балками или консольными кранами.
2.5.3. Термическое отделение
Отделение предназначается для отжига, нормализации, цементации, отпуска
и закалки деталей. Трудоемкость увеличивается с учетом термообработки инструмента на 10% и распределяется в следующем соотношении в %: закалка - 30;
отпуск - 30; цементация - 10; отжиг и нормализация - 30.
Число нагревательных печей для каждого вида термообработки
tt
Xt
TФОД t
где tt - трудоемкость соответствующего вида термической обработки;
t - коэффициент загрузки оборудования ( t=0,5 0,8).
Все вспомогательное оборудование и производственный инвентарь подбир аются по необходимому технологическому комплекту.
34
2.5.4. Отделение сварки и наплавки
в отделении наплавляются изношенные детали, завариваются трещины, выполняются работы для ОГМ, производится резка металла.
Трудоемкость работ по сварке и наплавке, определенная в соответствии с
процентным распределением, увеличивается на 7% для собственных нужд завода.
В отделении выполняются следующие виды работ (в %).
Ручная электросварка и наплавка
- 40.
Автоматическая и полуавтоматическая сварка и наплавка
под слоем флюса и защитных газов
- 20.
Вибродуговая наплавка
- 10.
Газовая сварка и наплавка
- 20.
Газовая резка металла
- 10.
Число постов этого отделения по каждому виду работ определяется по аналогии с термическим отделением. Коэффициент загрузки оборудования -0,96 0,97.
Посты ручной электросварки и наплавки устанавливаются около глухой стены и отделяются друг от друга высокими металлическими перегородками.
Автоматическая под слоем флюса и вибродуговая наплавки выполняются либо на специальных вращателях, либо на токарных станках, снабженных наплавочными головками и понижающими редукторами. Площадь постов ручной
сварки определяют по удельной площади на одного сварщика (15%). Площадь,
занятую механизированными постами наплавки, находят по площади пола под
оборудованием и коэффициенту проходов. Примерный перечень технологич еского оборудования приведен в приложении 1 [1].
Кроме производственных помещений в отделении должны быть предусмотрены помещения для установки ацетиленовых генераторов, складов карбида,
кислорода, ацетилена и электродов.
При планировке отделения необходимо учитывать следующее. Расстояние от
стола сварщика до стены должно быть не менее 0,8 м, ширина рабочего прохода 1,5 м. Отделение должно быть оборудовано приточно-вытяжной вентиляцией с
10-12-кратным обменом воздуха в 1 час.
2.5.5. Металлизированное отделение
В отделении наносятся покрытия на изношенные поверхности, заделываются
трещины в деталях. Все расчеты и особенности планировки по сварочному относятся и к этому отделению. Примерный перечень технологического оборудования приведен в приложении 1 [1].
2.5.6. Гальваническое отделение
В отделении производится хромирование и осталивание изношенных деталей. Количество постов определяется по аналогии с термическим отделением
(коэффициент загрузки оборудования 0,90 0,96). Оборудование отделения принимается в комплекте, перечень которого приведен в приложении 1 [1].
2.6. Планировка цехов
На составленном плане цехов и участков следует показать в масштабе размещение всего оборудования.
35
Оборудование должно быть размещено с соблюдением проходов и проездов.
При размещении оборудования пользуются нормативами, разработанными
для различных производственных помещений. Так, при расстановке станков пр инимают следующие значения проходов и расстояний: между станками вдоль их
линии расположения 600-1000 мм; между станками при установке их задними
сторонами одного к другому - 300 500 мм, от стены до станка при расположении
рабочего между станком и стеной - 800 1000 мм, между параллельно расположенными стенками при 2-х рабочих местах между ними - 1300 1500 мм [1].
На чертеже необходимо привести экспликацию помещений с указанием их
площадей, а в приложении - спецификацию оборудования.
Планировка участков и отделений согласовывается с компоновкой главного
корпуса завода.
36
3. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА
ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛИ
Проектирование технологических процессов изготовления деталей машин
имеет цель - установить наиболее рациональный и экономичный способ обработки, обеспечивающей заданную точность и чистоту обрабатываемых поверхностей.
3.1. Исходные данные для проектирования
1. Сборочные чертежи изделия, в состав которого входит деталь.
2. Рабочий чертеж детали с техническими условиями, нормами и другими
данными, характеризующими служебное назначение детали в машине.
3. Количество деталей, подлежащих изготовлению за год.
4. Условия, в которых должен осуществляться технологический процесс
(вновь проектируемый или действующий завод).
5. Состав оборудования и технологические характеристики его (если технологический процесс проектируется для действующего предприятия).
6. Технологический процесс на изготовление деталей подобного типа.
7. Справочная литература по технологическому оборудованию, расчетам р ежимов резания, нормированию, приспособлениям, инструменту.
3.2. Последовательность разработки технологического процесса
При разработке технологического процесса изготовления детали необходимо:
1. Проанализировать чертежи.
2. Определить годовой объем выпуска деталей (если он неизвестен), размер
партии деталей и тип производства.
3. Обосновать способ получения заготовки.
4. Установить методы механической обработки отдельных поверхностей детали.
5. Выбрать черновые и чистовые базовые поверхности.
6. Составить технологический маршрут обработки заготовки.
7. Определить размеры припусков на обработку поверхностей
8. Составить чертеж заготовки.
9. Выбрать тип и технические характеристики станочного оборудования,
приспособлений, режущего, контрольно-измерительного инструмента.
10. Определить режимы обработки на выбранных станках и проверить их по
прочности элементов СПИД и мощности привода станка.
11. Определить норму времени на обработку по операциям и квалификацию
рабочих.
12. Оформить технологическую документацию на механическую обработку
заготовки по ЕСКД.
3.3. Анализ чертежей
При анализе чертежей необходимо:
1. Проанализировать заданную точность детали. Выяснить какие поверхности
имеют основное значение в исполнении служебного назначения детали. Чрезвы37
чайно важна взаимная координация поверхностей на чертеже и наличие поверхностей, способных служить хорошими установочными базами. Идеальна в этом
отношении координация всех поверхностей относительно одной, способной служить хорошей установочной базой на всех или большинстве операциях технологического процесса (за исключением обработки ее самой).
2.Определить степень обработки чертежей и технических условий. Все выявленные ошибки в неправильной простановке размеров, в значении допусков, в
требованиях к чистоте обработки должны быть исправлены в рабочих чертежах.
При анализе чертежей и технических условий необходимо проверить возмо жность обеспечения заданной точности существующими методами обработки при
достаточно высокой производительности. При анализе чертежей детали с точки
зрения выполнения заданной термической обработки необходимо рассмотреть,
не будет ли происходить коробление детали и изменение ее размеров в процессе
и после термообработки и как они скажутся на объеме механической обработки,
не потребуется ли вводить специальные, обычно очень трудоемкие, довод очные
операции после термообработки.
В пояснительной записке этого раздела проекта необходимо указать назнач ение детали в узле и машине, дать характеристику условиям работы, определить
требования в отношении прочности, точности и чистоты обработки.
3.4. Анализ технологичности детали
Оценка технологичности конструкции детали делится на два вида: качественную и количественную. При курсовом проектировании достаточно качественной
оценки. Она характеризует технологичность обобщенно. В этом случае необходимо дать качественную оценку технологичности по выбору материала, геометрической форме и качеству поверхностей, по простановке размеров и возможным
способам получения заготовки.
При анализе технологичности по материалу следует обратить внимание на
обрабатываемость, стоимость и дефицитность материала, изучить возможность
применения более дешевого материала и повышения физико-механических
свойств детали. По геометрической форме поверхностей необходимо убедиться в
рациональной их форме и качестве с учетом возможности применения высокопроизводительного, стандартного инструмента и оборудования.
При простановке размеров нужно обратить внимание на возможности совмещения баз, требования к точности и чистоте поверхности ведут к увеличению
трудоемкости и затрат на изготовление детали. Качественная оценка технологичности конструкции характеризуется следующими показателями: хорошо-плохо,
допустимо-недопустимо.
После выполнения анализа технологичности все предложения по изменению
конструкции детали должны быть систематизированы и с соответствующим
обоснованием приведены в расчетно-пояснительной записке. Изменение в конструкции детали вносятся после согласования их с руководителем проекта.
38
3.5. Определение размера партии деталей и типа производства
Если годовой объем выпуска деталей не известен, то его рассчитывают. Объем с учетом поставок запасных частей ремонтных и эксплуатационным хозяйствам, рассчитывается по формуле
N
mM 1
,
100
где m - количество одинаковых деталей на одной машине,
М - количество изготавливаемых за год машин,
- количество деталей, изготавливаемых в качестве запасных частей, в
процентах (20-30%),
- процент возможного брака при обработке заготовок ( =1-3%).
Размер партии деталей
Nt
n
,
Ф
где t - количество рабочих дней, на которое необходимо иметь запас деталей
для бесперебойной работы сборочного цеха (для крупных деталей t=2 3
дня, для мелких t=8 10 дней; средних t=4 7 дней,
Ф -число рабочих дней в году.
Приближенно тип производства определяется по количеству деталей в партии.
В качестве ориентировочного деления серийного производства на три типа в
зависимости от количества деталей в партии и их размеров можно принять по
табл.3.1.
Таблица 3.1
Характеристика типов производства
Тип
Количество деталей в партии
производства
крупных
средних
мелких
Мелкосерийное
3 10
5 25
10 50
Серийное (сред11 50
26 200
51 500
несерийное)
Крупносерийное
Свыше 50
Свыше 200
Свыше 500
Тип производства влияет не только на построение технологического процесса, но и на выбор оборудования, приспособлений, режущего и измерительного
инструментов, уровень механизации и автоматизации. Из всего изложенного выше ясно, что проектировать технологический процесс, не зная типа производства,
нельзя.
3.6. Выбор способа получения заготовки
Выбор вида заготовки зависит от конструктивной формы детали, ее назнач ения, условий работы, материала, объема выпуска деталей. Для правильного выбора способа получения заготовки необходимо, прежде всего, проанализировать,
что выгоднее: получить заготовку упрощенной конфигурации и снимать излишек
материала резанием или получить более точную заготовку по конфигурации и
39
размерам, приближающимся к готовой детали, и благодаря этому снимать меньше металла на стенках. Чем больше объем выпуска деталей, тем заготовка должна больше приближаться по форме и размерам к готовой детали. Ориентирово чно, при выборе способа получения заготовки можно руководствоваться следующими соображениями.
Заготовки для наиболее нагруженных стальных деталей машин несложной
конфигурации изготавливаются ковкой или штамповкой. При этом достигается
не только требуемая форма заготовки, но и значительно улучшаются ее первоначальные свойства и структура. Заготовки, получаемые свободной ковкой, применяются преимущественно для крупных деталей во всех типах производств, а в
единичном и мелкосерийном производстве - и для мелких. При небольшом весе
стальные заготовки в крупносерийном и массовом производстве выгоднее штамповать. Деталь из штампованной заготовки более прочная по сравнению с деталью, полученной свободной ковкой. Размеры и форма заготовки в этом случае
наиболее близки к окончательным размерам и форме детали. Однако для получения таких заготовок необходимы дорогостоящие штампы, которые окупаются
при изготовлении большого количества заготовок.
Заготовки из проката (круглого, квадратного, шестигранного и др.) применяются для деталей, по конфигурации приближающихся к какому-либо виду данного проката, когда нет значительной разницы в поперечных сечениях детали и,
следовательно, можно при получении окончательной ее формы избежать снятия
большого количества металла.
Для деталей, у которых обрабатываются все поверхности, выбирается наименее точный прокат как более дешевый. В тех случаях, когда часть детали не о брабатывается и является посадочной, размер проката выбирается в соответствии
с квалитетом точности чертежа, согласно табл.3.2.
Таблица 3.2
Сталь калиброванная круглая
Допустимые отклонения по диаметру
Диаметр, мм
(-) при квалитете точности, мм
8
9
10
11
12
От 18,5 до 22,0 через каждые 0,5;
0,03
0,052 0,084 0,190 0,210
23; 24; 25; 26; 27; 28; 29; 30
3
От 31 до 42 через каждые 2,0 ;
0,03
0,062 0,100 0,160 0,250
44; 45; 46; 48; 49; 50
9
0,04
52; 53; 55; 56; 58; 60; 61; 63; 65
0,074 0,120 0,200 0,300
6
67; 69; 70; 71; 73; 75; 78; 80
0,200 0,300
82; 85; 88; 90; 95; 98; 100
0,220 0,350
Заготовки для деталей сложной конфигурации обычно отливают. В произво дстве строительных и дорожных машин применяются следующие основные методы получения отливок: в землю с ручной и машинной формовкой по деревянным
и металлическим моделям, в оболочковые формы, в кокиль, под давлением, по
выплавляемым моделям и центробежный.
40
Установлено три класса точности отливок из чугуна и стали. Класс точности
выбирается в зависимости от типа производства. Заготовки первого класса используются в крупносерийном и массовом производствах, а второго и третьего для серийного и единичного [4, c.99-112; 3, с.116-134].
Назначение методов механической обработки отдельных
поверхностей заготовки
Анализ рабочего чертежа и технических условий на деталь позволяет установить, какие поверхности деталей и с какой точностью должны быть обработаны,
выяснить связи между всеми поверхностями, образующими конструктивные
формы детали, определить, какой термической или другим видам обработки
должна подвергаться деталь. На основании этих данных назначаются методы о бработки каждой отдельной поверхности.
Для этого используют данные о средней экономической точности различных
методов механической обработки [4, c.7 19; 3, с.8 18]. Для поверхностей, которые требуют точной обработки, сначала намечают метод окончательной обрабо тки, а затем устанавливают необходимую предшествующую обработку с учетом
того, что точность при каждом последующем переходе обработки данной поверхности повышается на 1 2 квалитета.
3.7.
3.8. Выбор баз
От правильности выбора баз в значительной степени зависит точность и пр оизводительность обработки, сложность приспособления. В качестве баз необходимо выбирать поверхности или их сочетания, относительно которых большинство других ориентировачно размерами и допусками. Надо стремиться к тому,
чтобы выбранные базы могли быть использованы для всех иди для большинства
операций обработки деталей, а по своим размерам и форме обеспечивать простое
и надежное крепление детали в приспособлении без деформации ее от усилий з акрепления и резания. Выбранная база при этом не должна вызывать потребности
в применении сложных и дорогостоящих приспособлений. Сначала выбирается
черновая установочная база исходя из следующих соображений:
а) базовая поверхность должна быть ровной и чистой, точной формы и размеров. На ней не должны располагаться разъемы литейных форм и штампов,
литники и прибыли. Смещение ее относительно других поверхностей
должно быть минимальным.
б) если у деталей обрабатываются не все поверхности, то за черновую базу
следует принимать поверхность, остающуюся не обработанной.
В случае обработки всех поверхностей за базовую принимают поверхность с
наименьшим припуском. При выборе чистовых баз необходимо соблюдать принципы единства и совместимости баз, стремиться использовать в качестве этих баз
наиболее точно обработанные поверхности.
41
3.9. Разработка технологического маршрута обработки загото вки
Маршрут обработки устанавливает последовательность изготовления деталей,
т.е. разделение всего процесса на операции. Для каждой детали он может быть выполнен в нескольких различных вариантах. При установлении общей последовательности обработки рекомендуется учитывать следующее:
В первую очередь следует обрабатывать технологические базы, затем поверхности с наибольшими припусками, а остальные в последовательности обратной их
точности.
Заканчиваться технологический процесс должен обработкой наиболее точной
поверхности. Отверстия, если они не служат технологическими базами, следует
сверлить тоже в конце технологического процесса. Если деталь подвергается термической обработке по ходу технологического процесса, механическая обработка
делится на две части: до термической обработки и после нее. Технологический контроль намечают после этапов обработки, где возможно повышенное количество
брака, перед сложными дорогостоящими операциями.
Целесообразно разделить процесс обработки заготовки на отдельные этапы:
черновой, чистовой, отделочный и доводочный, черновую обработку отделить от
чистовой, а чистовую от отделочной и доводочной, т.е. следует обработать все поверхности сначала начерно, затем начисто и далее производить их отделку и дово дку. Исключения составляют жесткие заготовки. Весь объем технологического процесса обработки надо разделить на операции. Степень деления устанавливается в
зависимости от вида детали и типа производства. В единичном и мелкосерийном
производствах весь объем обработки детали обычно делится на минимально во зможное число операций и выполняется на станках общего назначения.
В серийном производстве процесс более дифференцирован на операции, выполняемые на станках общего назначения, специализированных и автоматах. В
крупносерийном и массовом производстве процесс может быть построен по принципу дифференциации на элементарные операции или по принципу концентрации
операций, но предпочтителен последний, как дающий наибольшую техникоэкономическую эффективность. Степень концентрации некоторых операций иногда
предопределена техническими требованиями к точности детали. Например, при высоких требованиях к взаимной концентричности наружных и внутренних поверхностей вращения или перпендикулярности поверхности вращения к прилегающей плоской поверхности, обработку их следует совмещать в один установ, так как это простейший и самый надежный способ достижения точности обработки для данного случая. На основании расчленения процесса обработки детали на операции составляется
маршрутная технология ее обработки. В нее включаются как механические, так и все
термические, термохимические и другие, предусмотренные чертежом виды обработок
и операции контроля. Место термической обработки в общем технологическом процессе изготовления детали определяется ее назначением:
1) ликвидация внутренних напряжений.
2) улучшение обрабатываемости.
3) повышение физико-механических свойств материала до значений, требуемых
техническими условиями на изготовление детали.
42
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 процесс механической обработки не прерывается.
Как правило, заготовки-поковки и заготовки-отливки подвергают термической
обработке (нормализации, отжигу, старению) с целью снятия внутренних напряжений. Вместе с этим выравнивается неоднородность структуры материала (это важно,
если требуется последующая закалка) и улучшается обрабатываемость материала. Эти
операции выполняются до механической обработки или после выполнения обдирочных операций. Однако избежать разрыва процесса механической обработки, если требуется повышение физико-механических свойств (твердости, прочности), тем труднее, чем более ответственна деталь по своему назначению.
Улучшение физико-механических свойств детали достигается общей и поверхностной закалкой, химико-термической обработкой (цементацией, азотированием и
т.п.). Эти виды обработки обычно применяются перед окончательными операциями.
Выполнению их после механической обработки препятствует то, что деталь в процессе термообработки теряет полученную точность. Так общая закалка детали сопровождается значительной ее деформацией. После закалки деталь исправляют шлифованием или правкой и шлифованием, если твердость ее превышает 40 НRС. При меньшей твердости возможна окончательная обработка лезвийным инструментом. Поверхностная закалка не вызывает заметной деформации детали, поэтому ее выполняют перед окончательным шлифованием. Цианирование и азотирование выполняют
после шлифования, перед окончательной обработкой.
В маршрутной технологии указывается примерное содержание операций, их последовательность и предварительно намечается оборудование, приспособление, инструмент, необходимые для выполнения операций. Уточнение типа и модели оборудования, разделение операций на переходы, проходы, установы, позиции, назначение
операционных припусков и размеров, режимов, обработки, окончательный выбор приспособлений и инструмента и т.д. осуществляются при разработке технологических
процессов на каждую операцию (операционной технологии). Следует иметь в виду,
что в процессе разработки операционной технологии уточняется степень концентрации
и последовательность выполнения операций. Для каждой детали может быть разработано несколько вариантов маршрутной технологии.
3.10. Предварительный выбор оборудования
Предварительно группа оборудования выбирается при назначении метода обработки поверхностей. Модель станка выбирается прежде всего по возможности обеспечить
точность размеров формы и качества поверхности изготовляемой детали. Если эти требования можно обеспечить обработкой на различных станках, то определенную модель
выбирают по следующим признакам: соответствие станка по габаритам обрабатываемой детали, по производительности или заданному объему выпуска деталей. [5, с. 5 68;
6, с. 5 63].
43
3.11. Разработка технологических операций
Проектируя технологическую операцию, необходимо стремиться к уменьшению
ее трудоемкости. Производительность обработки зависит от режимов резания, количества переходов и рабочих ходов, последовательности их выполнения. Число и последовательность технологических переходов зависят от вида заготовки и точности детали.
На каждый переход механической обработки желательно составить операционный
эскиз.
3.12. Расчет припусков
Всякая заготовка, предназначенная для дальнейшей механической обработки, изготавливается с припуском против размеров готовой детали.
Устанавливая размеры припусков на обработку, необходимо указать допустимые
отклонения промежуточных размеров обрабатываемых поверхностей и заготовок, т.е.
допуски на них. Определение величины минимального припуска на обработку производится по следующим формулам:
- на одну сторону припуск при обработке плоских поверхностей
Z min Rz 1 Ti 1
i 1
i
- симметричный припуск на диаметр при обработке наружных и внутренних
поверхностей вращения
i
2Z min
2( Rz
i
1
Ti 1
2
i 1
2
i
)
где Rz - высота микронеровностей поверхности на предшествующем
i 1
переходе;
Ti 1 - глубина дефектного поверхностного слоя, полученного на предшествующем переходе или при изготовлении заготовки (обезуглероженный или отбеленный слой и др.);
- суммарное значение пространственных отклонений взаимосвязанных поi 1
верхностей, оставшихся после выполнения предшествующего перехода (отклонение
от параллельности, перпендикулярности, соосности, симметричности);
- погрешность установки при выполняемом переходе.
i
Общий припуск на обработку равен сумме промежуточных припусков по
всем технологическим переходам процесса обработки - от заготовки до готовой детали.
Действительные припуски на обработку в партии заготовок колеблются в пределах
от Z max до Z min .
Z max Z min
Z Z max Z min
i 1
i,
где Z max - максимальный припуск,
i 1 - допуск по размеру на предшествующем переходе,
- допуск по размеру на выполняемом переходе,
i
Z - допуск на припуск.
Номинальный припуск на обработку для наружных поверхностей
Z iНОМ Z i min H i 1 H i ,
44
Для внутренних поверхностей
Z iНОМ Z i min Bi 1 Bi ,
где H i 1 , H i - нижние отклонения по размерам соответственно на предшествующем
и выполняемом переходах;
Bi 1 , Bi - верхние отклонения по размерам соответственно на предшествующем и выполняемом переходах.
Значение припусков необходимо для определения промежуточных размеров заготовки, расчета режимов резания.
3.12.1. Порядок расчета припусков на обработку
Составляется расчетная карта по форме [4, с. 196; 3, с. 193]. В нее заносятся все
технологические переходы в последовательности их выполнения по обработке поверхности. Для каждого перехода, исключая последний, записываются значения: высоты микронеровностей Rz , глубины дефектного слоя, T(h) суммарного пространственного отклонения расположения поверхностей ( ) , погрешности установки, ,
допуска на размер (T ) из справочников [4, с. 7 19, 25 35, 166 181; 3, с. 7 18, 41 48,
180 191]. Допуски и параметры качества поверхности на последнем технологическом переходе определяются по чертежу детали.
Для серого и ковкого чугуна, цветных металлов и сплавов после первого технологического перехода и для стали после термической обработки значение глубины дефектного слоя не учитывается, а также исключаются те погрешности, которые не могут быть устранены при выполняемом переходе: смещение и увод оси отверстия при
протягивании, развертывании плавающей разверткой и др.
Затем рассчитываются минимальные припуски Zmin на обработку по всем технологическим переходам и их результаты заносятся в соответствующую графу расчетной таблицы. Для последнего перехода в графу "Расчетный размер" записывается
наименьший (для вала) или наибольший (для отверстия) размер обрабатываемой поверхности по чертежу детали.
Размеры по предшествующим переходам определяются путем прибавления к
наименьшему размеру последующего перехода минимального припуска Zmin (для валов) или вычитанием его (для отверстий). Результаты расчетов округляются до знака
на размер допуска данного перехода и заносятся в графу "Расчетный размер".
Наибольшие (для вала) или наименьшие (для отверстия) определяются путем прибавления (для валов) или вычитанием (для отверстий) допусков к округленному
наименьшему (наибольшему) размеру. Максимальное значение припуска Zmax определяется как разность наибольших размеров предшествующего и выполняемого перехода. Общие припуски ZOmax и ZOmin определяются суммированием промежуточных припусков на обработку. Проверяют правильность расчетов по формулам
Z max Z min
i 1
i,
Z O max Z O min
,
З
где З , - соответственно допуски на заготовку и деталь.
При изготовлении детали из проката его минимальный диаметр определяют по
формуле
45
Д 3 min
где Д
min
Д
min
2Z 0 min
- минимальный размер наибольшего диаметра ступени вала.
Поскольку прокат по диаметру тестирован, то принимается ближайший по сортаменту, при этом действительный припуск
2Z 0
min
Д np min
Д
min
где Д np min - минимальный диаметр проката;
Д
min
- минимальный размер шейки вала с наибольшим размером.
3.13. Выполнение чертежа заготовки
После расчета припусков на обработку определяются размеры заготовки, позволяющие выполнить ее чертеж. Чертеж заготовки разрабатывается по рабочему чертежу
детали, предусматривая необходимые общие припуски на обработку и оформляя конфигурацию заготовки в соответствии с технологическими возможностями выбранного ранее способа ее получения (литейные или штамповочные уклоны, напуски и т.д.).
На чертеже заготовки дается контур готовой детали, указываются размеры, д опуски на ее изготовление, припуски на механическую обработку по всем поверхностям, а также расположение уклонов, облегчающих удаление заготовки из штампа у
поковок, расположение литников у отливок и т.д.
В случае проектирования технологических процессов изготовления детали из проката указываются его необходимые размеры и профиль.
Характеристики и примеры применения заготовок, получаемые различными способами, приведены в справочниках [4, с.99 160; 3, с. 114 174].
3.14. Окончательный выбор оборудования, приспособлений и инструмента
Выбор станка прежде всего определяется исходя из вида и метода обработки, в соответствии с конструкцией и размерами обрабатываемой заготовки [ 5, с. 7 68; 6,
с. 5 65]. Если выполнение этого требования можно достигнуть на различных станках,
то выбор того или иного типа станка следует производить на основе следующих соображений:
1. соответствие основных размеров станка габаритным размерам обрабатываемой
заготовки, а производительности - количеству подлежащих обработке в течении года
деталей.
2. возможно более полное использование станка по мощности и времени
Для единичного и мелкосерийного производств применяется оборудо вание универсальное, для серийного - специализированное, для крупносерийного и массового специальное высокопроизводительное.
Приспособления для выполнения на данном станке намеченной операции выбираются в зависимости от типа производства. В единичном и мелкосерийном производстве широко применяется обработка с приспособлениями универсального типа, которые обычно являются принадлежностью станков [5,с. 71 84]. В крупносерийном и
46
массовом производстве применяются главным образом специальные приспособления,
которые сокращают вспомогательное и основное время больше, чем универсальные
при более высокой точности обработки [5, с. 84 139; 6, с. 66 110]. Если требуются
приспособления универсального типа, являющееся принадлежностью станка (тиски,
люнет, делительная головка и т.п.), то в технологической карте указывается только
его наименование и ГОСТ. Если же для данной операции требуется специальное приспособление, то в технологической карте указывается "специальное приспособление".
Режущий инструмент выбирается одновременно с выбором станка и приспособления для каждой операции. Он должен обеспечить достижение наибольшей производительности, требуемых точности и чистоты обработки поверхности. В технологической карте должна быть указана краткая характеристика инструмента:
наименование и размер, марка материала и номер стандарта или нормали в случае
применения -стандартного или нормализованного инструмента [5, с.140 412; 6, с,
111 260]. Если для данной операции требуется специальный инструмент, то в технологической карте отмечается "специальный инструмент" .
Выбор инструмента и материала его режущей части зависит от следующих основных факторов: вид станка, метода обработки, режимов и условий работы, материала обрабатываемой детали, ее размера и конфигурации, требуемых точности и чистоты обработки, вида производства.
Выбор материала режущей части инструмента оказывает большое влияние на
производительность и себестоимость обработки. Для изготовления режущего инструмента применяются следующие материалы:
а) инструментальные стали углеродистые (У7, У9 и др.), легированные (Х12, 9ХС
и др.); быстрорежущие (Р-9, Р-18);
б) твердые сплавы (ВК-8, Т5К10 и др.);
в) минералокерамические сплавы (ТВ-48, ЦМ-322);
г) алмазы естественные и искусственные;
д) абразивы естественные и искусственные (корунд, электрокорунд и др.).
Вследствие высокой режущей способности рекомендуется широко применять
металлокерамические твердые сплавы и минералокерамические сплавы. Титановольфрамовые твердые сплавы применяют, главным образом, для обработки сталей.
Так как повышение содержания титана повышает одновременно с режущей способностью хрупкость сплава, то при тяжелых условиях работы (обдирка с переменным
припуском, наличие ударной нагрузки, недостаточная жесткость системы СПИД)
применяют сплавы с низким содержанием титана (Т5К10, Т5К12В и др.), а для отделочных работ - с высоким (Т3ОК4, Т15К6 и др.).
Для обработки чугуна, цветных металлов и неметаллических материалов применяют вольфрамовые сплавы. Для черновой обработки чугуна предназначаются
сплавы с более высоким содержанием кобальта ВК-10, и др., а чистовой обработки и
обработки цветных металлов и закаленных сталей - с низким.
Инструментальные стали широко применяются:
а) при невозможности полностью использовать режущие свойства твердых
сплавов в связи с недостаточной скоростью и мощностью станка, несбалансированностью детали и др.;
б) для сложных и фасонных инструментов.
47
Наибольшее применение для режущего инструмента из инструментальных сталей нашла быстрорежущая [5, с. 148 151;6, с. 114 118]. Легированные стали, незначительно деформирующиеся при термообработке, применяются для изготовления фасонных инструментов сложной конфигурации, работающих при низких скоростях резания. Углеродистые стали чаще всего используются для мелких инстр ументов. Абразивные материалы применяются, главным образом, для окончательной обработки детали (шлифование, хонингование и др.).
Наряду с режущим инструментом при разработке технологического процесса указывается и измерительный инструмент, необходимый для измерения в процессе о бработки заготовки, с краткой характеристикой: наименование, тип, размер. Измер ительный инструмент выбирается в зависимости от точности и формы измеряемой
поверхности, а также типа производства. При единичном и мелкосерийном производствах применяется измерительный инструмент общего назначения (штангенциркули, микрометры и др.).
В крупносерийном и массовом производстве с частой повторяемостью деталей
одних и тех же размеров применяется жесткий специальный измерительный инструмент - калибры и шаблоны, а также измерительные приспособления, приборы,
автоматические устройства. Измерительный инструмент выбирается по справо чникам [5, с. 29 534; 6, с. 476 482].
3.15. Определение режимов обработки заготовки
По основным видам станочных работ режимы устанавливают в такой последовательности:
1 ). определяется глубина резания;
2). исходя из глубины резания, устанавливается подача;
3). по глубине резания, подаче и стойкости инструмента определяется скорость,
сила и мощность резания.
Глубину резания при черновой обработке выбирают такой, чтобы максимальный
припуск был снят за один проход, если это допускает конструкция режущего инструмента и требуемая точность обработки. В противном случае обрабатывают поверхность за несколько проходов. Обычно глубина резания для первого прохода
принимается равной 2/3 максимального значения припуска. При чистовой обработке
глубину резания устанавливают равной максимальному припуску на эту обработку.
Подача при черновой обработке выбирается с учетом ограничивающих се факторов: жесткость и прочность системы СПИД, мощность привода станка [5, с.
418 469; 6, с. 261 303]. При чистовой обработке резцом максимадьно допустимая
подача, исходя из требуемой чистоты обработки, определяется по формуле
Cn Rzy r u
S
,
t x z 1z
где Rz - максимальная высота микронеровностей на обрабатываемую поверхность, мкм; r - радиус закругления при вершине резца в плане, мм; t - глубина
резания, мм; , 1 - соответственно главный и вспомогательный угол в плане резца, в градусах; Cn, x, y, u, z - коэффициент и показатели, зависящие от обрабаты48
ваемого материала. Для стали С n = 0.008; y = 1,4; u = 0.7; x =0,1; z= 0,35. Для чугуна Сn = 0.0045; у = 1,25; u= 0.75; x = 0,25; z = 0,5.
Выбранная подача для черновой и рассчитанная для чистовой обрабо ток корректируется по станку выбором ближайшего меньшего значения (если станок имеет ступенчатые подачи).
Так как в справочниках не указаны все значения подач, то, пользуясь тем,
что эти величины в станкостроении нормализованы, их определяют по коэффициенту геометрической прогрессии согласно зависимости
ni ni 1
где
- коэффициент геометрической прогрессии, определяемый по формуле
S max
S min
где S max ,S min - соответственно максимальное и минимальное значение подачи;
z - число ступеней подач [5, c.9 68; 6, c.5 65].
В станкостроении знаменатели нормализованы и имеют следующие значения:
1,06; 1,12; 1,26; 1,41; 1,58; 1,78; 2,00. Расчетное значение коэффициента корректируется по ближайшему стандартному. После корректировки составляют ряд подач
для станка:
и т.д.
S1 S min ; S 2 S1 , S 3 S 2
Скорость резания рассчитывается по формулам, установленным для каждого
вида обработки.
Расчетные формулы и значения коэффициентов, показателей степени и стойкости
инструмента, содержащихся в этих формулах, применяемых для данного вида обр аботки, приведены в справочниках [5, с. 414 469; 6, с. 261 303].
По расчетной скорости определяется частота вращения шпинделя:
1000V
n
d
где d - диаметр обрабатываемой поверхности, мм.
Полученное значение частоты вращения для станков со ступенчатым его изменением необходимо скорректировать по станку, выбирая ближайшее меньшее.
Ряд чисел оборотов определяется так же, как и ряд подач, методика которого
рассмотрена ранее. Коэффициент геометрической прогрессии в данном случае
nmax
к 1
nmin
где nmax, nmin- соответственно максимальная и минимальная частота вращения
шпинделя; К - число передач вращения шпинделя.
Для проверки возможности осуществления выбранных режимов обработки пр оводится проверка их по ограничивающим факторам. С этой целью прежде всего
определяется сила резания.
49
Значение ее определяется по эмпирическим формулам, значение показателей
степени в которых для различных видов обработки приведены в таблицах (в пр одолжении расчетов скоростей резания).
При обработке резцами их прочность проверяется расчетом на изгиб от действия Pz :
BH 2 [ ]
Pz
6l
где В, Н - соответственно ширина и высота державки резца; [ ] - допустимое
напряжение для державки резца; l - вылет резца.
Для резцов с пластинками из твердого сплава подачу проверяют по прочности
пластинки [5, с.421, табл.7; с.268, табл.13].
Мощность резания Nрез кВт, рассчитывается по формулам, приведенным для
каждого вида обработок, в справочниках, там же, где и для расчета скоростей рез ания.
Расчетная мощность резания Nрез сравнивается с мощностью электродвигателя
станка Nэ :
N рез
NЭ
,
где
- КПД станка ( = 0,7 0,8).
В случае несоответствия условиям по любому ограничивающему фактору подача
снижается и проводится проверка соблюдения условий при измененной подаче. Снижение подачи проводится до удовлетворения условий.
3.16. Определение нормы времени и квалификации рабочего
Норма штучного времени на операцию подсчитывается по формуле
tшт to tв tТО tср,
где to - основное (технологическое) время; tв - вспомогательное время; tТО - соответственно время технического и организационного обслуживания рабочего места; tср - время перерывов на отдых и физические потребности.
Основное время при обработке заготовок на станках с автоматической подачей
рассчитывается по формулам с учетом режимов и методов обработки [5]. Так время
на один переход при обработке на токарном станке
Li
to
,
Sn
где L - расчетная длина обработки с учетом врезания и перебега инс трумента,
L=l + lвр +lп,
где l- фактическая длина обрабатываемой поверхности (по рабочему чертежу);
lвр , lп, - соответственно длина врезания и перебега инструмента; i-число рабочих ходов инструмента; S - подача, мм на один оборот; n - частота вращения заготовки, мин.
50
Так как операция, как правило, включает обработку нескольких поверхностей,
то основное время на операцию
to t01 t02 ...t0 n
где t01, t02… - соответственно основное время на обработку первой, второй и т.д.
поверхностей.
Вспомогательное время затрачивается на выполнение вспомогательных переходов:
установку, переустановку и снятие заготовки, пуск и остановку станка, изменение режимов обработки в процессе выполнения операций, измерения и контроль качества
заготовки, готовой детали и т.д.
Сумма основного и вспомогательного (неперекрываемого) времени составляет
оперативное время
tOn tO t В ,
Вспомогательное время определяется по нормативам [8, 10].
Время организационного и технического обслуживания рабочего места и перерывов определяется, как правило, в процентах от оперативного. В этом случае
aТО aОО aср
t шт 1
t on ,
100
где aTO , aOO , acp - соответственно процентное отношение времени технического,
организационного обслуживания рабочего места и перерывов от оперативного.
Обычно принимается aTO =2 4%; aOO =3 5%; acp =2 5% [8,10].
Нормирование по штучному времени производится в массовом производстве. В
серийном производстве определяется штучно-калькуляционное время
Tпз
tшк tшn
n
где Тпз - подготовительно-заключительное время; n - количество деталей в партии.
Подготовительно-заключительное время, затрачиваемое на получение задания,
знакомство с работой, наладку оборудования и приспособлений, сдачу выполненной
работы и т.д., определяется по нормативам [8,10].
Квалификация рабочего устанавливается по тарифно-квалификационному справочнику [11].
4. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ
ВОССТАНОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ
51
Проектирование технологических процессов восстановления деталей преследует
цель установить наиболее рациональный процесс, обеспечивающий высокую износостойкость восстановленной детали при наименьших материальных и трудовых затратах.
Технологический процесс восстановления деталей в общем случае сос тоит из
двух этапов: получения ремонтной заготовки наращиванием изношенной детали по
поверхностям износа наплавкой, напылением, электролизом, нанесением полимерных покрытий, постановкой дополнительной (ремонтной) детали и т.п.; получения
детали из ремонтной заготовки. Восстановление деталей под ремонтный размер
является частным случаем, когда в качестве заготовки используется сама изношенная деталь.
При проектировании технологических процессов восстановления деталей во зможны 3 варианта их разработки: на всю возможную совокупность дефектов у изношенной детали; на частично повторяющееся их сочетание; на группу деталей,
восстанавливаемых с применением одного и того же оборудования, оснастки, инструмента.
В первом варианте не принимается во внимание действительное число дефектов и их сочетание у детали, а учитываются только поверхности, которые могут
повреждаться.
В данном случае каждый дефект рассматривается обособленно, а технологич еский процесс разрабатывается на восстановление условной детали, которой в действительности может и не быть. При такой технологии детали комплектуются в
партию только по наименованию. Такой технологический процесс называется подефектным.
При втором варианте технологический процесс разрабатывается с учетом действительного числа и сочетания дефектов у детали.
В таком случае выбирается наиболее рациональная последовательность и методы восстановления детали с определенным сочетанием дефектных поверхностей.
Такой технологический процесс называется маршрутным.
При подефектной технологии учесть объем работ трудно, а следовательно, невозможно обеспечить планомерную загрузку оборудования и ритмичность работы
его, а комплектность партии деталей, запущенных в производство, не сохраняется.
При восстановлении деталей по подефектной технологии невозможно обеспечить
наиболее целесообразную последовательность выполнения операций в зависимости от сочетания дефектов. Затруднен и контроль, так как предусматривается ко нтроль детали после устранения каждого дефекта.
Указанных недостатков лишена маршрутная технология. Восстановление деталей по маршрутной технологии, однако, осуществимо только при большом объеме
восстановления деталей, когда подефектная технология становится экономически
невыгодной.
Третий вариант именуется маршрутно-групповой технологией. Эта технология
предусматривает разбивку восстанавливаемых деталей на классы и группы, разр аботку единого (типового) технологического процесса восстановления группы деталей на одном и том же оборудовании с применением единой оснастки и инстр умента.
52
За основу объединения деталей в группу принимаются конструктивнотехнологические параметры деталей: масса, габариты, материал, вид термической
обработки, общность способов получения ремонтной заготовки и базирования на
станках, тип оборудования для получения ремонтной заготовки и ее обработки, последовательность выполнения операций. Такая технология имеет ряд преимуществ
перед ранее рассмотренными: увеличивается размер партии деталей для восстано вления, и она сохраняется при выполнении технологического процесса.
4.1. Исходные данные для разработки технологического процесса
восстановления детали
Исходными данными являются: 1) годовой объем восстановления деталей или
ремонта машин; 2) ремонтный чертеж детали с указанием размеров, требуемой
точности и чистоты восстанавливаемых поверхностей, их взаимного положения и
других технологических условий; 3) материал, твердость и термическая обработка
детали; 4) данные о повреждаемых поверхностях, сочетаниях дефектов; 5) чертеж
узла, в который входит восстанавливаемая деталь; 6) технологические карты на изготовление восстанавливаемой детали; 7) технические данные об оборудовании
ремонтного предприятия, для которого разрабатывается технологический процесс;
каталоги режущего измерительного и вспомогательного инструментов; 8) справочная литература по оборудованию, расчету режимов обработки, норм времени и
припусков на обработку.
4.2. Стадии проектирования
Все операции технологического процесса восстановления детали взаимосвяз аны. Вследствие такой взаимозависимости операций, задачи, решаемые как в масштабе всего технологического процесса, так и отдельной операции, являются зад ачами комплексными, требующими параллельного решения и оценки с позиций р ешения технических задач и экономичности в данных производственных условиях.
Вследствие сложности комплексной задачи приблизиться в правильному ее решению можно лишь постепенно, посредством ряда попыток, уточняя решение одних,
после решения других.
Для уменьшения объема различных исправлений, особенно связанных с цифровым материалом (режимы обработки, нормы времени и др.), проектирование технологических процессов восстановления деталей делится на две стадии:
1) составление плана (маршрута) процесса;
2) разработка операций процесса.
На первой стадии определяют: из каких основных этапов должен состоять технологический процесс восстановления детали и каким образом разделить весь пр оцесс на операции. Решения на этой стадии проектирования принимаются главным
образом на основании общих соображений.
На второй стадии проектирования технологического процесса восстановления
детали разрабатываются операционные карты с обоснованием выбора оборудования, приспособлений, инструмента, с определением разряда работ, расчетом режимов обработки и норм времени. Решения, принятые при составлении плана53
маршрута процесса, корректируются на основании результатов разработки операционных карт.
4.3. Последовательность разработки технологического процесса
4.3.1. Анализ условий работы детали
Разработка технологического процесса должна начинаться с анализа условий
работы детали. Анализ необходим для правильного технологического решения вопроса о методах восстановления дефектных поверхностей.
Различные элементы одной и той же детали работают в разных условиях, поэтому и методы восстановления их могут быть различными.
Анализ причин возникновения дефектов позволяет правильно наметить технологию восстановления поверхностей, в результате которой можно удлинить срок
службы восстанавливаемой детали по сравнению с новой.
4.3.2. Определение размера партии деталей и типа производства
По размеру партии деталей определяется тип производства и, следовательно,
выбор оборудования, приспособлений и инструмента. Размер партии деталей оказывает большое влияние на экономические показатели восстановления деталей.
При малой партии стоимость восстановления деталей повышается вследствие увеличения подготовительно-заключительного времени, приходящегося на одну деталь. При запуске слишком большой партии деталей требуется больше времени на
ее оборот в производстве, вследствие чего возрастают размеры оборотных средств,
площади производственных и складских помещений. Точный расчет размера партии деталей представляет сложную экономическую задачу. При разработке курс овых проектов размер партии деталей определяется приближенно в зависимости от
объема их восстановления.
Годовой объем по восстановлению деталей данного наименования (если он не
задан) определяется по формуле
N Mm ,
где М - годовой объем ремонта машин, на которые устанавливается деталь;
m - количество одноименных деталей на машине;
- коэффициент восстановления детали (табл.4.1).
Таблица 4.1
Значения коэффициента восстановления деталей
Наименование деталей
Коэффициент восстановления ( )
1
2
0,15 0,17
Корпусные
0,3 0,4
Валы
Пальцы
0,7 0,8
Валы коленчатые
0,2 0,3
Продолжение табл.4.1
2
1
54
Толкатели
Крестовины
Шатуны
Оси
Катки
Направляющие,
колеса
Оси коленчатые
0,6
0,7
0,2
0,3
0,5
0,5
ведущие
0,7
0,8
0,3
0,4
0,6
0,6
0,5 0,6
Для основной массы деталей размер партии
n 0,08N
По размеру партии деталей определяют тип производства как и при изготовлении деталей.
4.3.3. Выбор способа получения ремонтной заготовки
Для устранения дефектов необходимо выбрать рациональный, т.е. технически
обоснованный и экономически выгодный способ получения ремонтной заготовки,
используя критерии: технологический (применяемости), технический и экономический (обобщающий). Технологический критерий определяет принципиальную во зможность применения того или иного способа для восстановления детали, исходя
из ее конструкторско-технологических особенностей, которые определяются геометрической формой и размерами, материалом и термообработкой, точностью и
чистотой обработки, характером и величиной нагружения, видом трения и изнашивания, величиной износа.
Детали ПТ и СДМ по применяемости того или иного способа получения р емонтной заготовки можно разбить на несколько групп.
Прецизионные пары (плунжерные, золотниковые и др.), изготавливаемые, в о сновном, из легированных сталей с термической обработкой до высокой твердости
(не ниже 60НRС).
Износ таких деталей исчисляется несколькими микронами. Ремонтную заготовку таких деталей обычно получают наращиванием изношенных поверхностей гальваническим хромированием или химическим никелированием.
Валы с износом поверхностей до 0,3 мм чаще всего наращивают электролитическим хромированием или осталиванием, вибродуговой наплавкой, металлизацией, а с износом от 0,3 до 2 мм, кроме того, наплавкой в среде защитных газов и пара.
Из изношенных деталей, материал которых пластичен, заготовку можно получить пластическим деформированием. Ремонтные заготовки из деталей с местными
износами получают ручной электродуговой или газовой наплавкой и полуавтоматической наплавкой под слоем флюса, в среде защитных газов и пара.
Заготовки из чугунных корпусных деталей с трещинами и пробоинами получ ают ручной дуговой методом отжигающих валиков или ацетиленово-кислородной
сваркой, заделкой трещин и пробоин мастиками на основе эпоксидных смол.
55
Детали из алюминиевых сплавов с трещинами и износами рабочих поверхностей для получения ремонтной заготовки сваривают и наплавляют электродуговой
и ацетиленово-кислородной сваркой и наплавкой.
Технический критерий оценивает каждый способ, выбранный по признаку
применяемости с точки зрения обеспечения работоспособности восстановленной
детали. Для каждого выбранного способа определяется коэффициент долговечности
K д К i K в К с К п,
где Ki, Kв, Кс - соответственно коэффициенты износостойкости, выносливости
и сцепляемости покрытий (см.табл.4.2);
Кп - поправочный коэффициент, характеризующий условия эксплуатации
(Кп=0,8-0,9).
Рациональным по этому критерию будет способ, у которого значение К д будет
наибольшим.
Окончательное решение выбора способа получения ремонтной заготовки опр еделяют по технико-экономическому критерию, учитывающему связь долговечности восстановленной детали с ее себестоимостью:
Св
,
Kт
Ка
где Св - стоимость восстановления 1 см 2 изношенной поверхности детали
(табл.4.2). Выбирается способ с наименьшим значением критерия.
Выбрав рациональный способ получения ремонтной заготовки, приступают к
составлению маршрутной технологии восстановления детали.
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 гр аницы 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.
56
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. Поэтомуто 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 повер хности, которые служили установочными базами при изготовлении детали. Все это
усложняет обработку ремонтной заготовки и при разработке технологических пр оцессов 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 пр оцесса. При восстановлении базовых поверхностей в качестве установочных выб ираются 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.
57
Таблица 4.2
хромирование
осталивание
Обработка
ремонтный
мер
реПостановка
монтной детали
Пластическое деформирование
0,70
0,70
0,70
0,91
1,0
0,90
1,67
0,91
0,95
0,90
1,0
0,60
0,70
0,70
0,87
0,62
0,75
0,97
0,82
0,90
0,90
0,90
1,0
1,0
1,0
1,0
1,0
1,0
0,82
0,65
1,0
1,0
1,0
0,42
0,49
0,49
0,79
0,62
0,62
1,72
0,58
0,86
0,81
0,90
5
3
4
2:5
2:3
2:2
0,3
0,5
0,2
6,0
2
Стоимость покрытия на 1 0,232
см2/руб (Св)
0,24
0,3
0,06
0,08
0,6
0,5
0,4
0,03
0,03
0,06
300:
400
200:
300
250
400:
600
500:
700
300:
600
800:
1200
300:
700
Коэффициент
износостойкости (Кi)
Коэффициент
выносливости
(Кв)
Коэффициент
сцепления (Кс)
Коэффициент
долговечности
Толщина
покрытия
Микротвердость
аргонодуговая
газовая
Показатель
электродуговая
Ручная наплавка
под слоем
флюса
в среде пара
Электролитическое покрытие
вибродуговая
Механизированная
наплавка
под
раз-
Характеристика способов получения ремонтной заготовки
59
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 о тдельные 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 несоблюд ении 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 тр ебованиями 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
61
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 о бработки 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 выпо лнять 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 технич ескими условиями. Основными показателями, характеризующими, как известно,
62
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 восстано вленной детали без термической обработки.
Автоматическая и полуавтоматическая электродуговые наплавки
под слоем флюса
Этот вид наплавки является весьма прогрессивным, позволяющим не только
существенно повысить производительность, но и качество наплавленного металла.
Механизация процессов подачи электродной проволоки и перемещения сварочного
автомата в направлении наплавки характеризует устойчивость процессов. Этим
обеспечивается достаточная однородность и большая стабильность всех показателей наплавленного металла.
Возможность легирования наплавленного металла во время наплавки позволяет
получить наплавленный металл различного химического состава и с различными
свойствами.
Флюс, покрывающий наплавленный металл, замедляет его охлаждение, что
способствует образованию покрытия с равномерной структурой, с меньшим количеством газовых и шлаковых включений.
Однако такая наплавка применима только к деталям, позволяющим наносить
спиральные или достаточной протяженности линейные валики. Кроме того, эта
наплавка весьма осложняется с уменьшением размера деталей и ее толщины.
Эти трудности обусловлены тем, что такие детали быстро нагреваются до высокой температуры, вследствие чего шлак и расплавленный металл стекают с
наплавленной поверхности.
По этим причинам наплавка под слоем флюса деталей диаметром менее 100 мм
затруднительна и практически применяется редко, а для деталей диаметром менее
40 мм не применяется вовсе.
Наплавка в среде углекислого газа
Возможность наблюдать и корректировать процесс образования наплавочного
слоя, производить наплавку в любом пространственном положении, в том числе и
тонкостенных деталей, отсутствие вредных выделений, дешевизна и недефицитность углекислого газа - основные преимущества данного способа наплавки.
Однако при наплавке в среде углекислого газа сильно окисляется расплавленный металл, так как углекислый газ в дуге разлагается с образованием окиси углерода и атомарного кислорода. Чтобы уменьшить окисление, применяется проволока, содержащая 1,0 1,2% раскислителей (кремния, титана, марганца). В настоящее
время наплавка в среде углекислого газа применяется главным образом для деталей
из мало- и среднеуглеродистых сталей и чугуна.
Наплавка в среде водяного пара
Дешевая и недефицитная защитная среда, устойчивость наплавляемого металла
к трещинам, отсутствие выделений вредного газа делают этот способ наплавки эффективным для многих деталей ПТ и СДМ. Однако при наплавке в среде водяного
63
пара сильно выгорает кремний, марганец и углерод, поэтому желательно применять проволоку с повышенным содержанием этих компонентов (Св-30 Г2СА,
Нп-30ХГСА и др.). Присутствие водяного пара в зоне сварочной дуги приводит к
возникновению пор, которые снижают прочность наплавленного металла.
Наплавка порошковой проволокой
Основные достоинства процесса - возможности легирования наплавленного металла в широких пределах и получение в связи с этим необходимых его механич еских свойств. Применение порошковых проволок упрощает процесс наплавки, так
как не требует применения флюсов, защитных газов и т.д. Недостатки способа высокая стоимость проволоки, склонность наплавленного металла к образовани
неравномерной структуры и др.
Вибродуговая наплавка
Высокая производительность по наплавляемой поверхности, возможность
наплавки деталей диаметром 8 мм и более, незначительная зона термического влияния, возможность получения всех видов закалочных структур наплавленной поверхности - основные достоинства данного способа. Неоднородность структуры
наплавленного слоя способствует получению покрытий с неравномерной тверд остью (разброс твердости превышает 50%), возникновению больших растягивающих внутренних напряжений и появлению в связи с этим микротрещин. Поэто му
детали, испытывающие большую динамическую нагрузку и работающие на усталость, наплавлять этим способом не рекомендуется. Наиболее эффективно применение этого способа для деталей с высокой твердостью.
Металлизация напылением
Напыление с помощью воздуха расплавленного металла не вызывает высокого
нагрева основного материала детали и, следовательно, отсутствуют какие-либо изменения его.
Этим способом возможно наносить слой из любого материала и любой толщины из детали разнообразной формы и размеров. Напыленный слой обладает высокой износостойкостью при трении со смазкой. Этому способствует значительная
пористость его.
Однако широкому применению металлизации напылением препятствует низкая
механическая прочность получающихся покрытий и слабая связь их с осно вным
материалом, значительное выгорание легирующих элементов и повышенное окисление металла покрытия.
Деталь, восстановленная металлизацией, часто оказывается в отношении про чности ослабленной из-за уменьшения сечения, вызванного износом, и вследствие
того, что многие способы подготовки поверхности и металлизации сами по себе
снижают предел выносливости. В настоящее время данный способ используется
при восстановлении наружных и внутренних цилиндрических поверхностей.
64
Электролитическое и химическое наращивание
Возможность нанесения равномерного покрытия с различной твердостью без
нарушения структуры материала, высокая износостойкость покрытия - основные
достоинства способа.
Электролитические и химические покрытия применяются главным образом для
деталей из легированных сталей со сложной термообработкой, когда нужно нанести небольшой по толщине слой покрытия.
В настоящее время наибольшее распространение в ремонтной практике получили хромирование, никелирование и железнение (осталивание).
При хромировании достигается высокая твердость покрытия (до 1200 НВ). Однако этот процесс сложен и дорог и позволяет наносить покрытия небольшой то лщины (до 0,4 мм), что весьма суживает область его применения. Хромирование
следует применять при необходимости повышения износостойкости восстанавливаемой детали.
Дешевизна (примерно втрое дешевле хромирования) и доступность исходных
материалов, возможность нанесения осадков достаточной толщины (до 3 мм), высокая производительность процесса (в 10-15 раз выше хромирования) и ряд других
достоинств обусловливают широкое применение железнения для восстановления
деталей. Однако железные покрытия уступают по твердости хромовым (100 700
НВ).
Наибольшее распространение получило химическое никелирование для восстановления прецизионных пар. Основное преимущество процесса - простота, возможность получения равномерного и износостойкого покрытия.
Пластическое деформирование
Основан этот способ на возможности восполнения изношенного слоя рабочей
поверхности путем некоторого перераспределения материала детали: осадкой, раздачей, обкаткой, используя пластичность металлов в нагретом, а иногда и в холо дном состоянии.
При таком способе не требуется материала на восстановление детали. Невыс окая трудоемкость и стоимость способа - основные его достоинства. Недостатки
способа - изменение структуры и механических свойств материала детали, наличие
остаточных напряжений, невозможность применения для деталей из непластичных
материалов и не имеющих резерва материала.
Нанесение полимерных покрытий
Простота технологического процесса и применяемого оборудования, неизменность структурного состава материала покрываемой детали, высокая производ ительность процесса, возможность нанесения покрытий до 5 мм на изношенные д етали любой конфигурации - таковы достоинства данного способа. Однако полимерные покрытия обладают низкой твердостью и применяются, как правило, для
восстановления поверхностей трения.
Постановка дополнительной (ремонтной) детали
Для прочного и надежного соединения дополнительной (ремонтной) детали
необходимо правильно выбрать посадку и способ крепления ее.
Этот способ, несмотря на его простоту, доступность, имеет и существенные недостатки. Снижается жесткость узла, из-за добавления детали, и повышается его
65
теплонапряженность. Кроме того, введение в размерную цепь дополнительной детали приводит к ужесточению допусков на обработку этих промежуточных звеньев.
Влияние способов получения ремонтной заготовки на ее деформацию
Все рассмотренные способы получения ремонтной заготовки по признаку влияния их на деформацию ее делятся на 3 группы.
1. Наращивание детали сопровождается действием высоких температур, нар ушением исходной структуры материала детали и возникновением больших внутренних напряжений. Сюда относятся все способы наплавки металлов.
2. Наращивание детали сопровождается местным действием высоких температур, местными структурными изменениями и малыми внутренними напряжениями.
К этой группе относятся: электроискровая и вибродуговая наплавки и др.
3. Наращивание детали не сопровождается действием высоких температур, не
изменяет исходной структуры материала детали и не вызывает больших внутренних напряжений. Сюда относятся: электролитические наращивания металла, нанесение полимерных покрытий, металлизация и др.
Если получение ремонтной заготовки сопровождается ее дефо рмацией, то
необходимо наращивать все рабочие поверхности с целью обеспечения их координационного положения. В противном случае деформация детали от внутренних
напряжений приводит к изменению положения неизношенных посадочных поверхностей относительно восстанавливаемых. Такое допущение возможно в тех
случаях, когда нарушение координационных размеров, вызванное деформацией, не
окажет существенного влияния на надежность восстановленного сопряжения (широк диапазон отклонений на координационный размер, неточнос ть детали может
быть скомпенсирована регулировкой сопряженного звена, когда поверхность не
служит посадочным местом для других деталей и др.).
4.4. Расчет режимов получения ремонтной заготовки
4.4.1. Ручная электродуговая наплавка
Для сварки и наплавки деталей применяются три типа электродов:
1) для сварки конструкционных сталей;
2) для сварки легированных сталей с особыми свойствами;
3) для наплавки поверхностных слоев.
Конструкционные, среднеуглеродистые и низколегированные стали сваривают
электродами типов: Э34, Э38, Э42, Э42А, Э50, Э50А и др.
Цифра, стоящая после буквы "Э", характеризует минимальное гарантируемое
временное сопротивление сварного шва при растяжении.
Металлические электроды для наплавки поверхностей с особыми свойствами
по химическому составу наплавленного металла разделены на 25 типов.
При выборе электродов для наплавки учитывается износостойкость наплавленного слоя. Установленных единиц износостойкости пока не существует, поэтому
основным показателем принимается твердость. Типы электродов для наплавки
обычно обозначаются одной-тремя буквами и цифрами. Последние две цифры показывают твердость слоя.
66
Цифры твердости со знаком "Т" означают твердость, которую получает наплавленный металл после термообработки. Например: ЭН-70ХII-25. Электрод наплавочный со средним содержанием углерода 0,70%, хрома - 11% и твердостью
наплавленного металла - 25НRС.
Для наплавки поверхностей, работающих в абразивной среде, применяются
электроды трубчатые (ЭТН1, 2,3,4) и марки Т (Т-540, Т-268, Т-216, Т-293, Т-500,
Т-540, Т-620 и др.). Для деталей, работающих при ударных нагрузках и истерании,
рекомендуются электроды ОЗН (ОЗН-250, 300, 350, 400). Для горячей сварки деталей из серого чугуна применяются электроды из чугунных прутков марки "Б" и
электроды марки ОМЧ-1.
Для холодной сварки чугунных деталей по методу "отжигающих валиков" применяются электроды с меловой обмазкой типа Э-34 или медно-железные электроды марки ОЗЧ-1.
Сварочный ток для чугунных электродов
I kd, A ,
где d - диаметр электрода, мм;
k - коэффициент (k=50 55).
Сварочный ток для сварки и наплавки стальными электродами
I (
d )d , A
где d - диаметр электрода, мм;
и - опытные коэффициенты ( =6; =20).
При толщине свариваемой (наплавляемой) детали больше 3d сила тока против
расчетной увеличивается на 10 15%, а при толщине меньшей 1,5d сила тока
уменьшается на 10 15%.
Диаметр электрода зависит от толщины свариваемой (наплавляемой) детали:
Толщина детали, мм
2
4
6
8
12 и выше
Диаметр электрода, мм
1,5 2
2 3,5
3 4,5
3,5 5
4,5 6,5
Основное время сварочных (наплавочных) работ
60G
, мин
I
н
G - вес наплавленного металла, г;
I - сила сварочного тока, А;
- коэффициент наплавки, г/А ч ( =8,2 для тонкообмазанных электроto
где
дов;
=10 12 для толстообмазанных электродов).
Вспомогательное время
Tв Tв1 Tв 2 Tв 3 Tв 4 ,
где Тв1 - время, связанное с очисткой шва, поворотом детали, осмотром и об мером, возбуждением дуги, принимается по табл.4.3;
Тв2 - время на замену электродов, принимается по табл.4.4;
Тв3 - время на установку и снятие детали, принимается по табл.4.5;
Тв4 - время на переходы сварщика и протягивание электропровода, прини67
мается по табл.4.6.
Таблица 4.3
Значение вспомогательного времени Т в1, мин
Диаметр
наплавляемой
детали не более, мм
10
40
60
80
100
Высота наплавляемого слоя не более, мм
2
6
10
14
20
1,6
2,0
2,3
2,6
2,9
2,6
3,0
4,1
4,7
5,3
3,7
3,0
4,1
4,7
5,3
5,0
5,9
6,8
7,4
6,2
9,5
9,9
10,1
Таблица 4.4
Значение вспомогательного времени Т в2, мин
Диаметр
электрода
не более, мм
2
3
4
5
7
10
Вес наплавленного металла, г
50
100
150
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
2,6
0,7
0,3
0,2
0,1
0,1
5,2
1,4
0,6
0,4
0,2
0,1
7,8
2,1
0,9
0,6
0,3
0,2
10,4
2,8
1,2
0,8
0,4
0,2
15,6
4,2
1,8
1,2
0,6
0,3
20,3
5,6
2,4
1,6
0,8
0,4
26,0
7,0
3,0
2,0
1,0
0,5
31,2
8,4
3,6
2,4
1,2
0,6
36,4
9,8
4,2
2,8
1,4
0,7
41,6
11,2
4,8
3,2
1,6
0,8
46,8
12,6
5,4
3,6
1,8
0,9
52,0
14,0
6,0
4,0
2,0
1,0
Значение вспомогательного времени Т в3
Вес детали, кг
Время, мин
5
0,4
10
0,6
15
0,7
20
1,1
Значение вспомогательного времени Т в4
Характер перемещения
Свободное
Затруднительное
Таблица 4.5
30
1,6
Таблица 4.6
Время Тв4 , мин
0,3
0,8
Дополнительное время принимается в размере 8-13% от оперативного времени
t ОП t О t В , а подготовительно-заключительное, в зависимости от сложности работы, принимается равным 15 25 минутам.
Штучно-калькуляционное время на операцию
t
К
t ШК (t O t В )(1
) n3 ,
100
n
где tO - основное время, мин;
tB - вспомогательное время, мин;
tn3- подготовительно-заключительное время, мин;
n - количество деталей в партии;
68
K - процент дополнительного времени (для ручной наплавки К=8 13%).
4.4.2. Газовая сварка (наплавка)
Часовой расход ацетилена при газовой наплавке определяется по формуле
A kS , л/ч,
где k - коэффициент, характеризующий материал свариваемой (наплавляемой)
детали, способ сварки (наплавки) и тип соединения, в л/час на 1 мм
толщины детали. Для стали k=100 200; для чугуна k= 110 120, для
алюминия k=60 100;
S - толщина детали, мм.
По расходу ацетилена подбирается номер наконечника горелки согласно
табл.4.7.
Таблица 4.7
Расход
700
1150
1700
ацетиле20 65
50 135 135 250 250 400 400 700 1100
1750
2300
на,л/ч (А)
Номер
наконеч0
ника
Примерная
толщина свариваемого
0,2-0,7
(наплавляемого) металла, мм
1
0,5-1,5
2
3
4
5
6
7
1- 3
2,5-4
4-7
7-11
10-18
17-30
Диаметр присадочного прутка выбирается в зависимости от толщины наплавляемой детали.
S
1 мм, (левый способ
Для деталей толщиной до 15 мм диаметр прутка d
2
S
2 мм (правый способ наплавки).
наплавки); d
2
Для деталей толщиной более 15 мм диаметр присадочного прутка берется равным 6 8 мм.
Основное время при газовой сварке (наплавке)
60G
t0
m, мин.;
A
где G - вес наплавляемого металла, г;
m - поправочный коэффициент, учитывающий способ сварки и
свариваемые материалы, определяется перемножением соответствующих коэффициентов, взятых по табл.4.8;
А - расход ацетилена, л/час.
Вес наплавляемого (наращиваемого) материала при получении ремонтных з аготовок определяется на основании расчетов размеров ремонтной заготовки.
69
Таблица 4.8
Значения поправочных коэффициентов
Свариваемые и присадочные материалы
Cварка (наплавка) стали (С<0,4%), присадочный материал малоуглеродистая сталь
Cварка (наплавка) стали (С>0,4%), присадочный материал малоуглеродистая сталь
Cварка (наплавка) чугуна, присадочный материал чугун или латунь
Cварка (наплавка) алюминия и его сплавов, присадочный материал - алюминий и его сплавы
Cварка (наплавка) правым способом
Cварка (наплавка) кольцевого шва с поворотом детали
Коэффициент
1,0
1,2
0,8
0,60
0,85
1,15
Штучно-калькуляционное время операции определяется также как и для ручной
электродуговой сварки (наплавки).
Вспомогательное время Tв Т в1 Т в 2 Т в 3 ,
Тв1 - время на осмотр детали, очистку и осмотр шва после сварки (наплавки)
принимается по табл.4.9.
Таблица 4.9
Вспомогательное время (Т в1)
Толщина
свариваемой
(наплавляемой) детали не
более, мм
Длина свариваемого (наплавляемого) шва не более, мм
100
150
200
300
400
500
4
10
16
20
24
0,6
0,9
1,2
1,4
1,7
0,6
0,9
1,8
1,4
1,9
0,6
1,0
1,5
1,8
2,0
0,8
1,3
1,7
2,0
2,3
1,0
1,5
2,0
2,3
2,7
1,1
1,6
2,2
2,5
2,9
Тв2 - время на установку, повороты и снятие свариваемого изделия определяет
ся по нормам для электросварки (см. табл.4.5);
Тв3 - время на переход сварщика определяется тоже по нормам для электросварки (см.табл.4.6). Коэффициент дополнительного времени "К" принимается от 8
до 12 в зависимости от необходимости подогрева детали.
Подготовительно-заключительное время для простой работы принимается равным 12 мин., средней сложности - 17 мин., и сложной - 28 мин.
4.4..3. Автоматическая наплавка под слоем флюса
Твердость и износостойкость, внутренние напряжения и усталостная про чность, сцепляемость, обрабатываемость и другие физико-механические и технологические свойства наплавленного слоя определяются наплавочными материалами и
режимами наплавки. Требуемый химический состав наплавленного слоя достигается за счет подбора электродной проволоки флюса и режима наплавки. Химический
70
состав наплавленного слоя зависит не только от марки электродной проволоки и
флюса, а и от количества расплавленного металла восстанавливаемой детали. Доля
металла детали в нанесенном слое определяется глубиной провара наплавляемой
поверхности. Уменьшить глубину провара можно за счет снижения напряжения
сварочного тока или изменения его полярности на обратную.
Для наплавки деталей под слоем флюса применяются флюсы различных марок:
АН-30, АН-348А, ОСЦ-45 и др. Наибольшее же применение нашли 2 последних
или то и другое одновременно.
Наиболее точный и простой способ легирования наплавленного слоя - через
электродную проволоку. В настоящее время промышленность выпускает свыше 50
марок легированной электродной проволоки, что практически может обеспечить
любой нужный состав наплавленного металла. Однако, высокая стоимость проволоки ограничивают область такого легирования.
При наплавке под флюсом, сильно окисляясь, удаляются из состава расплавленного металла в шлак такие элементы, как углерод, хром, ванадий и др. Меньше
окисляются никель, молибден и медь, а кремний обладает свойствами переходить
из флюса в металл. Зная исходный состав материала детали, электродной проволоки, флюса, можно заранее определить химический состав наплавленного металла.
Наибольшее распространение для наплавки деталей из мало- и среднеуглеродистых сталей под слоем флюса получили следующие марки проволок: Св-10Г2,
Св-10ГС, Св-08, Св-08Г, Св-15Г, Св-18ХМА, Св-19ХГСА, 30-ХГСА. Для получения износостойкой поверхности средней и высокой твердости применяются проволоки: Св-30ХГСА, Св-30ХМА, Св-1Х13, Св-ОХ 18НЭ, Св-ОХ14 и др.
Для наплавки применяются плавленые и неплавленые (керамические) флюсы.
Плавленые флюсы АН-348А, АН-30, ОСЦ-45 и др. однородны, мало гигроскопичны, прочны. Основной недостаток их - отсутствие в их составе ферросплавов и углеродистых веществ, из-за чего они являются слабыми раскислителями. Легирующая способность их ограничена кремнием и марганцем. Легирование наплавленного металла другими элементами в данном случае возможно только применением
дефицитной легированной проволоки. Наиболее эффективным способом, с точки
зрения использования недефицитной малоуглеродистой проволоки Св-08, является
наплавка под слоем керамического флюса, который содержит до 12-14% легирующих элементов КС-Х12М, КС-Х14Р, КС-3Х2В и др. Однако эти флюсы сложны по
составу, дефицитны и непрочны.
Автоматическая наплавка деталей под слоем флюса ведется на постоянном токе
при обратной полярности на переоборудованных токарных станках, с установленными на их супорте полуавтоматами ПШ-5, ПШ-54, ПДПМ-500 или наплавочными
головками А-580м, А-384, ПАУ-1 и др.
Величина сварочного тока
I 110d 10d 2 , A,
где d - диаметр электрода, мм.
Скорость наплавки:
нI
V
, м/ч
G
где
- коэффициент наплавки, г/А ч ( =12 15);
71
G - вес 1 пог. м наплавки, г.
G t н S 100 ,
где tн - толщина наплавки, см;
S - шаг наплавки, см;
- плотность наплавленного металла (7,8 г/см 3).
Толщина наплавки
t н i z,
где i -величина износа,
z - общий припуск на механическую обработку ремонтной заготовки.
z z1 z2 ...zi
где z1, z2 - промежуточные (операционные) припуски на выполняемые
обработки ремонтной заготовки.
Припуск на механическую обработку рассчитывается так же, как и при изготовлении деталей. Для заготовок, получаемых наплавкой, припуски следует рассчитывать по данным для отливок в земляные формы, а при получении заготовок
пластическим деформированием - по штампованным заготовкам. После расчета
припуска определяют размер ремонтной заготовки с отклонениями по восстанавливаемым поверхностям, а затем составляют рабочий чертеж ее.
Скорость подачи электродной проволоки при наплавке:
4 нI
Vэп
, м / ч,
d2
где d - диаметр проволоки, мм;
- плотность наплавленного металла, г/см 3.
4.4.4 Наплавка деталей в среде углекислого газа
Для наплавки в среде углекислого газа наибольшее применение нашла проволока с повышенным содержанием марганца и кремния: Св-08ГСА, Св-10ХГ2С,
Св-12ГС, Св-10ГСМ, Нп-30ХГСА, Нп-30ХФА.
Для наплавки применяются автоматы и полуавтоматы А-580М, А-409, ОКС1252, ПДП-500 и др.
Для защиты расплавленного металла используется жидкая пищевая углекислота.
Листовую сталь толщиной 1-3 мм проволокой диаметром 0,5 1 мм сваривают
полуавтоматом А-547р, а толщиной более 3 мм - проволокой диаметром 1,6 2,0 мм
наплавляют на полуавтомате А-537.
Рекомендуемые режимы наплавки приведены в табл.4.10.
Таблица 4.10
Диаметр
детали,
мм
10
20
40
Диаметр Скорость подаэлектрод- чи электродной
ной прово-проволоки, м/ч
локи, мм
0,8
0,8
1,0
175
250
200 235
Напряжение,
V
Сварочный ток,
А
17-18
18-19
18-19
75
95
85-90
72
Шаг
наплавки,
мм/об
Скорость Толщина
наплавки, наплавм/ч
ки, мм
2,5 3,0
3,0
3,0 3,5
40 45
40 45
30 35
0,8
0,8 1,0
1,0
4.4..5. Вибродуговая наплавка
Наибольшее распространение для вибродуговой наплавки получили головки
ГМВК-1, ГМВК-2,УАИЖ-5, ВДГ-5, ОКС-1252М. Вибродуговая наплавка применима на постоянном и переменном токе. Наиболее высокое качество достигается
при наплавке на постоянном токе при обратной полярности. При этом прочность
сцепления наплавленного металла с основным значительно выше, чем при наплавке на переменном и комбинированном токе.
Марка электродной проволоки выбирается применительно к материалу наплавляемой детали и ее поверхностной твердости: малоуглеродистая (Св-08), среднеуглеродистая (ОВС, ВС, У7, У8, ПК, НК, 65Г и др.) и легированная (Св-18ХГС,
Св30ХГС и др.) проволоки.
Значения твердости слоя при наплавке в зависимости от марки проволоки приведены в табл.4.11.
Таблица 4.11
Значения твердости слоя при наплавке в зависимости от марки проволоки
Марка проволоки
Твердость слоя
Св-08
Св-08А
Св-20
Св-40
Св-60
ОВС,ВС
УС,УВ
Св 30ХГСА
180-300 НВ
180-300 НВ
190-320 НВ
25-45 НRC
25-60 НRC
25-60 НRC
25-65 НRC
15-60 НRC
Для наплавки слоев толщиной до 1 мм диаметр проволоки 1,2 1,6 мм, для слоев до 2 мм - диаметром 1,6 2,0 мм, для слоев более 2 мм - диаметр 2,0 2,5 мм.
Качество наплавленного слоя зависит и от скорости его охлаждения, которую
регулируют количеством и местом подачи охлаждающей жидкости.
В качестве охлаждающей жидкости применяют 4-5-процентный раствор кальцинированной соды в воде или 20-процентный водный раствор технического глицерина.
Скорость подачи электродной проволоки
4 н I
Vэл
, м/мин
60 d 2
где d - диаметр электродной проволоки, мм (1,2 2);
н - коэффициент наплавки г/А ч ( н=8 10);
- плотность электродной проволоки, г/см 3;
I - величина тока, А (определяется как и для наплавки под слоем флюса).
Частота вращения детали
250d 2Vэп
n
, об/мин
tн Sн D
73
где d - диаметр электродной проволоки, мм;
Vэп - скорость подачи электродной проволоки, м/мин;
- коэффициент перехода металла проволоки в наплавленный слой
( =0,85 90);
tн - толщина слоя наплавки, мм;
Sн - шаг наплавки, мм/об, (Sн=1,2 2,2)dэ;
D - диаметр детали, мм.
Нормирование автоматических наплавок под слоем флюса, вибродуговой, в
среде углекислого газа производится по формуле нормирования токарной обрабо тки.
4.4..6. Металлизация
Для нанесения покрытий применяются преимущественно электродуговые металлизаторы ЛК-У, ЛК62, ЭМ-6, ЭМ-12 и др. Давление воздуха, распыливающего
металл, должно быть 0,4 0,5 Мпа, сила тока 90 150А.
Для металлизации обычно используют проволоку диаметром 1,2 1,5 мм, марок
10, 15. 20, 25, 30, 40, 45, 50, ВС, ОВС, У7, У6, У10;Нп-30, Нп-30ХГСА и др.
Твердость покрытия при металлизации выше твердости исходного материала в
1,2 1,4 раза.
Подготовка поверхности термически не обработанных деталей круглого сеч ения производится нарезанием рваной резьбы при смещении резца ниже центра на
1 5 мм.
Для закаленных тяжелонагруженных деталей твердостью выше 35НRС шероховатость поверхности создается анодно-механической обработкой, а для таких же
деталей, работающих при знакопеременной нагрузке - дробеструйной обработкой.
Если твердость поверхности детали не превышает 35НRС и недопустимо снижение
ее усталостной прочности, то рекомендуется подготовку поверхности под металлизацию проводить накаткой.
Основное время на металлизацию цилиндрических деталей:
dlt
t o 0,006
, мин,
qk
где d -диаметр детали, см;
l - длина металлизируемой детали с перебегом аппарата, см;
t - толщина покрытия, мм;
- плотность металлизированного покрытия, г/см 3;
q - производительность аппарата, кг/ч (для ЛКУ-2,5 3 кг/ч; Лк-6А-6 кг/ч;
ЭМ-3А -3,5 кг/ч; ЭМ/6 -7 12 кг/ч);
k - коэффициент полезного использования проволоки с учетом потерь
металла при распылении (k= 0,7 0,8).
Нормы времени на подготовку поверхности к металлизации определяются в зависимости от ее вида (токарная и др.).
Остальные элементы нормы времени определяются по аналогии с автоматической наплавкой под слоем флюса.
74
4.4.7. Хромирование
Наибольшее распространение в ремонтном производстве нашли горячие универсальные электроды с концентрацией СrOs от 150 до 350 г/л и Н2SO4 -1,5 2 г/л. в
зависимости от режимов хромирования (плотности тока, температуры электролита)
можно получить молочный, блестящий или матовый (серый) вид хромового покрытия. Вид покрытия определяется условиями работы восстанавливаемой детали.
Для деталей, испытывающих трения и значительные динамические нагрузки свыше
20 Мпа, рекомендуются молочные осадки, а при нагрузках меньших - блестящие
осадки. При условии работы поверхности без трения (посадочные места под подшипники качения и др.) можно применять как те, так и другие.
Блестящие покрытия из универсальных электролитов получают при температурах 45 600 и плотностях тока 40 80 А/дм2, а молочные - при температурах выше
600 и плотности тока от 20 до 40 А/дм 2.
Основное время при хромировании
10t
, час,
to
Dк
где t - толщина покрытия, мм;
- плотность металла покрытия, г/см 3 (для хромового покрытия =6,7);
Dк - плотность тока, А/дм2;
- электрохимический эквивалент, г/А ч (для хромирования =0,323);
- выход металла по току (КПД) ванны ( =0,12 0,15).
Вспомогательное время зависит от сложности и конфигурации детали. Все д етали по сложности делятся на классы:
1) с плоской или цилиндрической формой;
2) со сферическими или овальными поверхностями, имеющими выступы без
резких переходов;
3) со сферическими или овальными поверхностями, имеющими выступы с резкими переходами.
Вспомогательное время на обезжиривание венской известью в зависимости от
сложности детали приведено в табл.4.12.
Таблица 4.12
Обрабатываемая поверхность, см2
100
200
400
600
800
Время на одну деталь при группе сложности ее конфигурации, мин
1
0,20
0,22
0,26
0,30
0,34
2
0,25
0,27
0,31
0,35
0,39
Время монтажа на подвеску и снятие детали приведено в табл.4.13.
75
3
0,43
0,45
0,49
0,53
0,58
Вес детали, кг
Время на монтаж,
мин
Время на снятие,
мин
Таблица 4.13
2
3
0,2
0,3
0,5
1
1,5
0,028
0,03
0,034
0,043
0,05
0,058
0,07
0,016
0,018
0,02
0,023
0,027
0,032
0,04
Время навешивания на штангу и снятие со штанги детали с подвеской приведено в табл.4.14.
Таблица 4.14
Вес детали с подвеской, кг
Время навешивания, мин.
Время снятия, мин.
0,4
0,8
1,5
3
6
12
16
0,067
0,073
0,085
0,11
0,156
0,25
0,314
0,055
0,061
0,072
0,095
0,14
0,23
0,288
Время на промывку в холодной и горячей воде, декапирование и нейтрализ ацию приведено в табл.4.15
Таблица 4.15
Вес деталей с подвеской, кг
Время на одну подвеску, мин
1
2
3
4
5
6
0,04
0,05
0,06
0,07
0,08
0,09
Время на протирку деталей опилками приведено в табл.4.16.
Таблица 4.16
Обрабатываемая поверх- Время на протирку одной детали (мин.) при сложности ее
ность, см2
1
2
100
200
400
600
800
1000
1600
0,09
0,10
0,12
0,14
0,15
0,17
0,22
0,11
0,12
0,14
0,16
0,18
0,19
0,24
3
0,19
0,20
0,22
0,24
-
В процессе нанесения гальванических покрытий ряд вспомогательных опер аций можно выполнять в тот период, когда предыдущие детали находятся в ванне,
это время относится к перекрываемому (tпр ).
Часть вспомогательных операций, таких как время на загрузку деталей в ванну,
выгрузку из ванны, промывку, следующие по технологическому процессу непосредственно за выгрузкой, относятся к неперекрываемому (tнр ).
В тех случаях, когда основное время больше перекрываемого или вспомогательного, норма штучного времени
76
K
100 , мин.,
t шт
nд nв k в
где nд - количество деталей, одновременно загружаемых в ванну;
nв - количество ванн для хромирования на участке;
k в - коэффициент использования ванн ( k в =0,65 0,75);
k - коэффициент дополнительного времени ( k =19,5).
В тех случаях, когда основное время меньше вспомогательного и перекр ываемого, норма штучного времени
к
tв 1
100 , мин.,
t шт
nд nв k в
где tв -- вспомогательное (сумма перекрываемого и неперекрываемого tв=tпр +tнр ).
Подготовительно-заключительное время принимают равным 15 25 мин.
Время на выполнение операции
t
tшк tшт n3
n
to 1
4.4..8. Осталивание
Наибольшее распространение в ремонтной практике нашли хлористые электролиты. В табл.4.17 приведены составы электролитов и режимы электролиза.
Таблица 4.17
Состав электролита
и режим
Хлористое железо,
г/л
Соляная кислота, г/л
Температура, 0 С
Плотность тока, А/дм2
Типы электролитов
1
680
0,8 1,0
60 100
5 140
2
450
0,6 0,8
50 80
10 80
3
200
0,6 0,8
50 80
10 80
Электролит первого типа при t=95-1050С и плотности тока Dк=5 20 А/дм2
обеспечивает получение плотных, гладких и пластичных покрытий невысокой
твердости /120 200 кГ/мм2 /, толщиной 2-3 мм и более.
Второго типа электролит позволяет получить плотные и гладкие осадки, с повышенными механическими свойствами твердостью 500-550 кГ/мм2 и толщиной
1,5-2,0 мм.
Третий электролит обеспечивает получение осадков толщиной 0,8 1,2 мм с
твердостью 450-650 кГ/мм2. Этот электролит получил наибольшее распространение
в ремонтном производстве, поскольку поверхностная твердость подавляющего
большинства деталей, восстанавливаемых осталиванием, высокая. Износы же этих
деталей не превышают 0,2 0,3 мм.
Основное время на осталивание:
77
t0
10
D
t
, час,
где t - толщина покрытия, мм;
- плотность осадка железа, г/см3 ( =7,8);
- электролитический эквивалент, г/А ч ( =1,042);
- катодный выход железа (КПД) по току ( =0,75 0,95).
Все остальные расчеты нормы времени производятся по формуле для хромир ования.
4.5. Технология обработки ремонтной заготовки
После выбора варианта маршрутной технологии приступают к операционной
разработке технологического процесса механической обработки ремонтной заг отовки. Каждую операцию разделяют на элементы (переходы, установы, проходы и
др.), уточняют тип и модель оборудования, на котором операция будет выполняться. Затем определяют конструкцию приспособлений, выбирают режущий, измер ительный и вспомогательный инструменты, рассчитывают режимы обработки и
норму времени на выполнение операций. Количество переходов в операции определяется степенью ее концентрации. Чем больше поверхностей детали обрабатывается на данной операции, тем больше будет в ней переходов. Вместе с тем колич ество переходов сокращается за счет обработки одновременно несколькими режущими инструментами, использования фасонного и комбинированного инструмента. При разделении операции на переходы следует стремиться к сокращению их,
учитывая при этом недопустимость значительного усложнения наладки операции.
4.5.1. Выбор оборудования, приспособлений, режущего и измерительного
инструментов для обработки ремонтной заготовки
При проектировании технологических процессов восстановления деталей нео бходимо располагать всеми данными об оборудовании, имеющемся на ремонтном
предприятии, по которому разрабатывается проект. Выбор оборудования определяется прежде всего возможностью обеспечить выполнение технических требований,
предъявляемых к детали в отношении ее точности, качества поверхностей [4, с.719, 3, с.7-69]. Если выполнение этого требования можно достигнуть на различном
оборудовании, то предварительный выбор того или другого его типа следует пр оизводить на основе следующих соображений: 1) соответствие размеров оборудования габаритным размерам заготовки, а его производительности - количеству подлежащих восстановлению в течение года деталей [5, с.9-69]; 2) возможно более
полное использование оборудования по мощности и времени при наименьшей с ебестоимости обработки [5, с.9-68]; 3) относительно меньшая отпускная цена оборудования. Окончательный критерий выбора оборудования - экономический.
Приспособление для выполнения намеченной операции выбирается в завис имости от типа производства. В единичном и мелкосерийном производстве широко
применяются приспособления универсального типа, которые обычно являются
принадлежностью оборудования /5, с.71-84/. В крупносерийном и массовом производствах применяются главным образом специальные приспособления, которые
сокращают вспомогательное и основное время больше, чем универсальные, при
78
более высокой точности обработки /5, с.84-139/. Если требуется приспособление
универсального типа, являющееся принадлежностью оборудования (тиски, люнет,
делительная головка и т.п.), то в технологической карте указывается только его
наименование и ГОСТ. Если же для данной операции требуется специальное приспособление, то в технологической карте указывается "специальное приспособление". В этом случае должна быть разработана схема или общий вид необходимого
приспособления. Режущий инструмент выбирается одновременно с выбором станка и приспособления для каждой операции. Он должен обеспечивать достижение
наибольшей производительности, требуемых точности и чистоты обработанной
поверхности. В технологической карте приводится краткая характеристика инструмента: наименование и размер, марка материала и номер стандарта или нормали, в случае применения стандартного или нормализованного инструмента /5,
с.163-412/. Если для данной операции требуется специальный инструмент, то в
технологической карте отмечается "специальный инструмент", и в этом случае
должны быть разработаны чертежи его конструкции.
Выбор типа инструмента и материала его режущей части зависит от следующих
основных факторов: вида станка, метода обработки, режимов и условий работы,
материала обрабатываемой детали, ее размера и конфигурации, типа произво дства,
требуемых точности и чистоты обработки.
Выбор материала режущей части инструмента оказывает большое влияние на
производительность и себестоимость обработки. В процессе обработки под р емонтный размер, вследствии неравномерного износа деталей и искажения их геометрической формы, приходится снимать неравномерные припуски, что ухудшает
условия работы режущего инструмента.
При восстановлении деталей под номинальный размер приходится вести механическую обработку ремонтных заготовок, полученных различными с пособами:
электролитическим покрытием хрома, осталиванием, металлизацией и наплавкой
различными материалами. В процессе наплавки изношенных деталей металлом,
даже однородным с основным, происходят изменения структуры и физикомеханических свойств его.
Стремление избежать термической обработки ремонтных заготовок с переменным сечением стружки, резания по корке наплавленных слоев, а также закаленных
и наклепанных поверхностей большое значение приобретает применение твердосплавного инструмента.
При тяжелых условиях работы (обработка наплавленной поверхности с переменным припуском, наличие ударной нагрузки, недостаточная жесткость системы
СПИД) применяют сплавы с низким содержанием титана (Т5К10, Т5К12В и др.);
для чистовых операций при отсутствии указанных выше условий - с высоким содержанием титана (Т30К4, Т15К5 и др.).
Чугун, цветные металлы и неметаллические материалы обрабатывают вольфрамовыми сплавами. Для черной обработки чугуна предназначаются сплавы с более высоким содержанием кобальта (ВК-10, ВК-8 и др.), а для чистовой обработки
чугуна и всех видов обработок цветных металлов и закаленных сталей - с низким
содержанием кобальта (ВК-2 и др.).
79
Наряду с этим следует применять инструмент соответствующей геометрии.
При черновом и чистовом точении наплавленного металла наилучшие результаты
показывают резцы из твердого сплава (Т15К5), имеющие передний угол =-150, а
задний - =120 при черновом точении, а при чистовом - =-100 и =120.
При обработке металлизационных покрытий наилучшие показатели дают резцы, оснащенные пластинами твердого сплава Т15К6 с углами =-50, =120 для
чернового точения и для чистового - =50, =120.
Электролитические железные покрытия обрабатывают резцами с пластинами из
твердого сплава Т5К10 и Т15К6 обычной геометрии.
Пластмассовые покрытия лучше обрабатываются резцами с пластинами из
твердых сплавов ВК-8, ВК-6 с углами =10 200, =15 200. Алмазные резцы с
=-100, =8 120 применяются для отделочных операций, когда требуется получить 6 7 квалитет точности и чистоту поверхности Rа=0,16-0,32 мкм.
Для шлифования наплавленных поверхностей рекомендуется применять электрокорундовые круги зернистостью 32-50, твердостью СМ,С и СТ. Для чернового
шлифования обычно применяют круги Э50С1-С2К или Э40СТ1-СТ2У, а для чистового Э10-25СМ-СТК.
Станочное оборудование и измерительный инструмент выбираются как и при
изготовлении деталей.
4.5.2. Расчет режимов резания
Вследствие отличия основных показателей механических свойств (пределов
прочности и текучести, твердости, восприимчивости к наклепу, относительных
удлинений и сужений и др.) металла, полученного наплавкой, напылением, электролитическим осаждением, от исходного материала, отличается и его обрабатываемость. По указанным причинам режимы обработки этих покрытий рассчитываются по соответствующим формулам.
Режим резания является одним из главных факторов технологического процесса обработки ремонтной заготовки. Он характеризуется следующими основными
элементами: глубиной резания t мм; подачей S; скоростью V м/мин. На выбор режимов резания оказывают влияние следующие основные факторы: а) материал заготовки и его свойства; б) форма и размеры заготовки; в) допустимые отклонения
размеров и геометрической формы (овальность, конусность, огранка, взаимное положение отдельных поверхностей и т.д.); г) требуемая чистота обработки; д) величина и характер распределения припусков; е) состояние поверхностного слоя
(наличие корки, твердость); ж) режущий инструмент (конструкция, материал, геометрия); з) станок (техническая характеристика, состояние и др.). Основными критериями наивыгоднейшего режима являются: наименьшая стоимость обработки детали на данной операции, полное использование режущих свойств инструмента и
мощности станка при заданных чистоте и точности обрабатываемой детали. По о сновным видам станочных работ режимы резания устанавливают в такой последовательности:
1) определяют глубину резания;
2) исходя из глубины резания и требуемой чистоты обработки, устанавливают
подачу и согласовывают ее с подачами станка;
80
3) исходя из глубины резания, подачи и стойкости инструмента, определяют
скорость резания и согласовывают ее с параметрами станка;
4) проверяют режимы по ограничивающим факторам.
Глубина резания выбирается равной максимальному припуску, если это допустимо конструкцией режущего инструмента и требуемыми точностью и чистотой
обработки. Если по каким-то причинам припуск невозможно снять за один проход,
то обрабатывают поверхность за несколько проходов. Глубина резания при первом
проходе принимается равной 2/3 припуска.
Подача при точении выбирается максимально допустимой с учетом ограничивающих ее факторов (требуемая чистота и точность обрабатываемой поверхности,
допустимая нагрузка на систему СПИД). Подача при черновой обработке выбир ается исходя из условий обработки по таблицам [5, с.418-469].
Максимально допустимая подача при обработке точением определяется исходя
из требуемой чистоты обработки по аналогии с изготовлением детали.
Выбранная подача для черновой обработки и полученная расчетом для чисто вой корректируется по станку.
Скорость резания при черновом точении электролитических железных покрытий принимают уменьшенной на 10 12% по сравнению со скоростью резания для
нормализованной стали 45, определяемой по формуле
Cv
V
K v, ,
m x
T t Sy
v
v
Значение коэффициентов - Сv , Kv и показателей степеней m, xv, yv приведены в
соответствующих таблицах [5, с.416-468]. При чистовом течении электролитических покрытий железа принимается такая же скорость как и для стали 45.
Покрытия из пластмасс обрабатывают при скорости резания 200-500 м/мин и
подаче до 0,3 мм/об.
Шлифование, применяемое в качестве основной обработки твердых поверхностей или для получения соответствующей точности и чистоты, производится по
режимам, приведенным в табл.4.18.
Таблица 4.18
Режимы шлифования различных покрытий
Вид покрытия и
обработки
Наплавленный слой,
черновая обработка
чистовая
Электролитическое
хромовое, железное,
черновая обработка
чистовая
Металлизационное,
черновая
чистовая
Пластмассовое
Окружная
скорость
камня, м/с
Окружная
скорость детали, м/мин
Продольная подача
камня, м/мин
Глубина резания,
мм
25-30
10-15
0,7 1,2
0,01 0,05
30-32
12-15
0,4 0,7
0,0081 0,01
20-25
15-20
0,3 0,6
0,01 0,06
25-30
20-25
0,2 0,4
0,008 0,01
20-25
10-12
до 0,7
до 0,2
25-30
30-50
12-15
80-120
до 0,4
2,0 4,0
до 0,05
до 0,01
81
Режимы алмазного шлифования, применяемого для обработки деталей с выс окой точностью (6-7 квалитет) чистотой Rа=0,16-0,32 мкм; скорость круга до 25 м/с,
скорость вращения детали 20-30 м/мин., продольная подача 0,4-0,7 м/мин, глубина
резания 0,002 мм.
Алмазное холингование рекомендуется выполнять в три приема: черновое, ч истовое и окончательное, при режимах, приведенных в табл.4.19.
Таблица 4.19
Режимы алмазного холингования
Обрабатываемый материал
Чугун:
черновая обработка
чистовая
окончательная
Сталь, хромовые и железные покрытия:
черновая обработка
чистовая
окончательная
Окружная скорость инструмента, м/мин
Возвратно-поступательная
скорость инструмента, м/мин
50-60
60-70
70-80
18-22
16
12
45-50
50-60
60-70
16-20
14-16
12-14
Скорость резания для чернового точения наплавленного металла:
1422
, м/мин
V
1, 34S
T t t 0, 27 S 0, 42
Для чистового точения
685
, м/мин
V
0 , 83S
T t t 0,36 S 0,34
где Т - стойкость резца, мин.;
S - подача, мм/об.,
t - глубина резания, мм.
Скорость резания для чернового точения металлизационных покрытий определяется из зависимости
430
, м/мин,
V
1, 4 S
T t t 0, 25 S 0, 25
Для чистового точения
358
, м/мин
V
0, 7 S
0
,
23
0
,
11
T t t S
0 , 18
0 , 05
0 , 15
0 , 07
0 , 31
0 , 01
0 , 17
0 , 09
Сила резания при обработке наплавленного металла
Pz 1820S 0, 78t , Н;
металлизационного покрытия
Pz 3120S 0,87t , Н.
82
По расчетной скорости определяется частота вращения шпинделя, а полученное
значение для станков со ступенчатым изменением числа оборотов корректируется
по станку.
Для проверки возможности осуществления выбранных режимов обработки
приводится проверка их по ограничивающим факторам.
4.5.3. Расчет норм времени и квалификации исполнителя
Норма времени на восстановление детали входит в число основных факторов
технологического процесса. Она служит основой для оплаты работы, калькуляции
себестоимости восстановления детали, расчета длительности производственного
цикла, расчета количества оборудования, инструментов и рабочих. При выборе о птимальных вариантов технологического процесса норма времени является одним
из основных критериев оценки вариантов. Норма штучно-калькуляционного времени на операцию подсчитывается так же как и при изготовлении детали.
Требования, предъявляемые к рабочему для выполнения той или иной опер ации в отношении знания, навыков, предопределяют разряд квалификации рабочего.
Чем сложнее операция, тем больше при ее выполнении требуется знаний, опыта к
самостоятельности и тем выше должен быть разряд исполнителя.
При единичном производстве исполнитель должен уметь налаживать станок,
пользоваться измерительным инструментом общего назначения, поэтому квалификация рабочего должна быть более высокой. В серийном и массовом производстве
при концентрации операций квалификация рабочего должна быть высокой. В массовом производстве при дифференциации процесса - низкой. Квалификация рабочего определяется по тарифно-квалификационному справочнику /11/.
4.5.4. Выбор варианта технологического процесса
Окончательный выбор варианта технологического процесса восстановления детали производится на основании технико-экономического критерия
Cв К дСн ,
где Сн - стоимость новой детали (определяется по прейскуранту);
K д - коэффициент долговечности, характеризующий отношение износостойкости восстановленной детали к износостойкости новой;
Св - стоимость восстановления детали,
Cв Сп См Со ,
где Сп - стоимость подготовки детали к нанесению покрытий;
См - стоимость нанесения покрытий;
Со - стоимость обработки ремонтной заготовки.
В развернутом виде эту зависимость можно представить в виде:
Н3
Н1
Н2
Cв С пр (1
) С м р (1
) Сор (1
),
100
100
100
где Спр , С мр , Сор - затраты на оплату труда соответственно на подготовку детали к покрытию, на нанесение покрытий и на обработку ремонтной
заготовки ;
83
Н1 , Н 2 , Н 3 - накладные расходы в процентах по отношению к затратам на
оплату труда. Эти затраты определяются по нормативам, действующим на данном
предприятии. В среднем накладные расходы в зависимости от группы ремонтного
предприятия составляют 130 174%.
Затраты на оплату труда того или иного вида работ исчисляются по формуле
C р Т р Сч К д ,
где Тр - трудоемкость работ данного вида в чел.-часах;
Сч - часовая тарифная ставка, соответствующая разряду выполняемой
работы;
K д - коэффициент, учитывающий дополнительную заработную плату и
отчисления на социальное страхование (для рабочих механических
цехов можно принять К=1,13 1,18).
5. ОФОРМЛЕНИЕ РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНОЙ ЗАПИСКИ
Расчетно-пояснительная записка к курсовому проекту оформляется в соответствии с общими требованиями к текстовым документам по ГОСТу. Она должна с одержать расчеты и необходимые обоснования и пояснения по принятым в проекте
решениям.
Расчетно-пояснительная записка начинается титульным листом, за которым
следует задание на курсовое проектирование, оглавление и сама записка.
6. ОФОРМЛЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ КАРТ
В курсовом проекте предусматривается заполнение следующих видов документов на разработанный технологический процесс.
6.1. Маршрутная карта (М.К.). Маршрутная карта должна содержать в порядке
выполнения все операции с указанием данных по оборудованию, оснастке и другие
показатели. Маршрутная карта заполняется в соответствии с ГОСТом. В курсовых
проектах нет необходимости заполнения некоторых граф: номер цеха, участка, р абочего места, граф, предназначенных для архивного учета документации, внесений
изменений, технологического шифра.
6.2. Операционная карта. Операционная карта должна содержать описание о перации технологического процесса с делением ее на элементы (переходы, установы и
др.) с указанием режимов обработки и норм времени. Заполняется карта также в с оответствии с ГОСТом и общими требованиями к текстовым документам. Допускается не заполнять ряд граф, относящихся к шифрам обозначений. Между записями
содержания переходов следует оставлять промежутки по одной строке. Основные
сведения по заполнению операционной карты приведены в методических указаниях
[12].
6.3. Карты эскизов (К.Э.). Карты эскизов графически иллюстрируют технологический процесс для операций механической обработки. Эскизы как для операций,
так и для переходов должны содержать все данные, необходимые для изготовления,
контроля и испытания изделия. На операционном эскизе обрабатываемая деталь показывается в том состоянии, которое она приобретает в результате выполнения дан84
ной операции. На них указывают размеры, предельные отклонения, шероховатость
поверхности, технологические базы, технические требования и другие данные, необходимые для выполнения операции (переходов) и технического контроля.
Таблицы, дополняющие эскизы и схемы, помещают ниже графического изображения. Технические требования размещают на свободном поле эскиза справа от изображения или под ним, согласно ГОСТам.
Эскизы изделий выполняют в масштабах, установленных ГОСТом. Количество
изображений (видов, разрезов и сечений) должно быть достаточным для наглядного
и. ясного представления об обрабатываемых поверхностях и для возможности простановки размеров, технологических баз и зажимных усилий.
Обрабатываемые поверхности выделяются утолщенной в 2 3 раза
сплошной основной линией и нумеруются арабскими цифрами в кружочках
диаметром 6 8 мм, соединенными выносной линией с изображением этой
поверхности.
Для обозначения баз и зажимных усилий пользуются условными знаками, приведенными в справочнике [3, с.49 51]. Карты технологического процесса сброшюровываются в отдельный альбом, который является частью расчетно-пояснительной записки.
7. ГРАФИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ ПРОЕКТА
Чертеж заданной детали выполняется на листе чертежной бумаги формата, соответствующего размерам детали. Оформление чертежей должно выполняться после
изучения работы детали в узле и анализа ее технологичности, так как в результате
анализа в конструкцию детали могут вноситься изменения. Оформляются чертежи в
строгом соответствии с требованиями ЕСКД. Заготовку вычерчивают в масштабе,
принятом для детали после расчета припусков на обработки. В чертеже заготовки указываются все без исключения размеры с указанием припусков и допусков.
На чертежах штампованных заготовок, кроме того, должны быть указаны линии
разъема штампов, штамповочные уклоны, чистота поверхностей, технические требования к заготовке, термическая обработка и т.п. Заготовки из проката изображаются в
виде отрезанной от прутка с показом ширины реза. Внутри такой заготовки вычерчиваются контуры детали.
В чертежах литых заготовок, кроме размеров с допусками, указываются линии
разъемов опок, чистота поверхностей и припуски на механическую обработку.
Если чертеж заготовки не совмещается с чертежом готовой детали, то внутри заготовки изображаются основные контуры детали, для того чтобы показать припуски
на обрабатываемые поверхности. При совмещении чертежа заготовки с чертежом детали основным является чертеж детали.
Деталь изображается основными линиями, а заготовка - тонкими.
Основное условие совмещения чертежей — возможность чтения их без затруднений. Особое внимание должно уделяться техническим условиям как к готовой детали,
так и к заготовке. Они излагаются на свободном поле чертежа и содержат условия, которые невозможно отобразить графически.
В технических требованиях обычно указываются: отклонения от геометрической
формы и взаимного расположения поверхностей, твердость и термообработка, о по85
крытиях, неуказанные на чертеже радиусы закруглений, штамповочные и литейные
уклоны, допустимые поверхностные дефекты и т.п.
Ремонтный чертеж детали и заготовки должен содержать размеры поверхностей с
допусками и чистотой обработки, только подлежащих восстановлению, и габаритные
размеры. Восстанавливаемые поверхности выделяются двойной-тройной толщиной
линий.
Производственный корпус завода вычерчивается с указанием на плане названия
цехов и отделений и схематическим изображением подъемно-транспортных
устройств. На чертеже должны быть указаны пролеты и шаги стандартной сетки колонн и проставлены общие габаритные размеры.
Планировка отделения ремонтного предприятия выполняется с расстановкой о сновного технологического оборудования и составлением спецификации.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Учебно-методическое пособие обобщает многолетни опыт курсового и дипломного проектирования по технологии машиностроения, производству и ремонту
подъемно-транспортных, строительных и дорожных машин. Оно написано в соо тветствии с действующей программой по этой дисциплине.
Материал учебно-методического пособия изложен в последовательности расположения его в расчетно-пояснительной записке проекта, что позволяет легко ориентироваться при его использовании.
В пособии приведена методика проектирования ремонтных предприятий, технологических процессов изготовления и восстановления деталей с расчетом основных
показателей.
Пособие ориентировано на студентов очного и заочного обучения специальности 230100.03, но может быть использовано и студентами 270113 специальности при
выполнении курсовой работы по ремонту строительных машин.
Оно может быть также использовано инженерно-техническими работниками ремонтных предприятий при разработке проектных заданий и техно-рабочих проектов
на строительство и реконструкцию ремонтных предприятий.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Зеленков Г.И., Колясинский Б.С. Проектирование предприятий по ремонту дорожно-строительных машин.М.: Высшая школа, 1971, - 240 с.
2. Рекомендации по организации технического обслуживания и ремонта стро ительных машин. - М.: Стройиздат, 1978, - 91с.
3. Справочник технолога-машиностроителя /Под ред. А.Г.Косиловой, .К.Мещерякова.- М.: Машиностроение, 1985.-Т.1, 656 с.
4. Справочник технолога-машиностроителя /Под ред. А.Г.Косиловой, .К.Мещерякова.- М.: Машиностроение, 1972. -Т.1, 694 с.
5. Справочник технолога-машиностроителя /Под ред. А.Н.Малова.- М.: Машиностроение, 1973.-Т.2, 588 с.
86
6. Справочник технолога-машиностроителя /Под ред. А.Г.Косиловой, .К.Мещерякова.- М.: Машиностроение, 1985.-Т.2, 496 с.
7. Технология производства гусеничных и колесных машин.- М.: Машиностроение, 1978, - 344 с.
8. Общемашиностроительные нормативы режимов резания для технического
нормирования работ на металлорежущих станках. - М.: Машиностроение,
1974.- 312 с.
9. Общемашиностроительные нормативы вспомогательного времени, на обслуживание рабочего места и подготовительно-заключительного для технического нормирования. Серийное производство.- М.: Машиностроение, 1974.- 180 с.
10. Миллер Э.Э. Техническое нормирование в машиностроении.-М.: 1972.-186 с.
11. Единый тарифно-квалификационный справочник работ и профессий рабочих.М.: Машиностроение, 1974. - 318 с.
12. Методические указания по выполнению дипломного проекта для студентов
специальности 1504. - Воронеж, 1994, - 26 с.
13. Методические указания по выполнению дипломного проекта для студентов
специальности 170900.- Воронеж,1994.- 38 с.
87
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение ……….............……………………………………………………...… введение
1. Общие расчеты ремонтного завода………………………………..................... пункт1
1.1. Детальный расчет и компоновка производственных цехов
и отделений………………………………………………………....................…пункт1_1
1.2. Обоснование назначения завода…………………………................……...пункт1_2
1.3. Режимы работы и фонды времени……………………………….....…….. пункт1_3
1.4. Расчет и распределение трудоемкости по подразделениям
завода……………………………………………………………………..............пункт1_4
1.5.Расчет численности работающих……………………… ……………..........пункт1_5
1.6. Расчет производственных площадей………………… ………..….......…. пункт1_6
1.7. Расчет площадей вспомогательных производств… ………………......… пункт1_7
1.8. Расчет площадей складских, бытовых и конторских помещений….........пункт1_8
1.9. Выбор подъемно-транспортных средств…………………………........…..пункт1_9
1.10. Компоновка производственного корпуса завода…………………....…..пункт1_10
2. Расчет цехов и отделений завода…………………………………...............…...пункт2
2.1. Разборочный цех………………………………………………………..........пункт2_1
2.2. Сборочный цех…………………………………………………………........ пункт2_2
2.3.Кабино-жестяницкий цех…………………………………………….........…пункт2_3
2.4.Цех ремонта двигателей………………………………………………..........пункт2_4
2.5.Цех восстановления и изготовления деталей……………………….........…пункт2_5
2.6.Планировка цехов………………………………………………………..........пункт2_6
3.Проектирование технологического процесса изготовления деталей..............…пункт3
3.1.Исходные данные………………………………………………………..........пункт3_1
3.2.Последовательность выполнения технологического процесса………........пункт3_2
3.3.Анализ чертежей…………………………………………………….......……пункт3_3
3.4.Анализ технологичности детали……………………………………........…..пункт3_4
3.5.Определение размера партии деталей и типа производства………........….пункт3_5
3.6.Выбор способа получения заготовки…………………………………..........пункт3_6
3.7.Назначение методов механической обработки отдельных
поверхностей………………………………………………………………..…….пункт3_7
3.8.Выбор баз………………………………………………………………...........пункт3_8
3.9.Разработка технологического маршрута обработки заготовки……........…пункт3_9
3.10.Предварительный выбор оборудования………………………………......пункт3_10
3.11.Разработка технологических операций……………………………….......пункт3_11
3.12.Расчет припусков……………………………………………………….......пункт3_12
3.13.Выполнение чертежа заготовки………………………………………...…пункт3_13
3.14.Окончательный выбор оборудования, приспособлений
88
и инструмента……………………………………………………………………пункт3_14
3.15.Определение режимов обработки заготовки…………………………......пункт3_15
3.16.Определение нормы времени и квалификации рабочего…………....…..пункт3_16
4. Проектирование технологических процессов восстановления
деталей………………………………………………………………………..........…пункт4
4.1.Исходные данные для разработки технологического процесса
восстановления деталей…………………………………………………........…..пункт4_1
4.2. Стадии проектирования……………………………………………….......…пункт4_2
4.3. Последовательность разработки технологического процесса……….........пункт4_3
4.4. Расчет режимов получения ремонтной заготовки……………………........пункт4_4
4.5.Технология обработки ремонтной заготовки………………………........….пункт4_5
5.Оформление расчетно-пояснительной записки……………………...............….пункт5
6.Оформление технологических карт…………………………………...............…пункт6
7.Графическая часть проекта…………………………………………...............…..пункт7
Заключение…………………………………………………………….....……заключение
Библиографический список…………………………………………......…библиография
89
Учебное издание
ШАМАЕВ ИВАН АЛЕКСЕЕВИЧ
Курсовое проектирование по технологии машиностроения,
производству и ремонту ПТ и СДМ
Учебно-методическое пособие
для студентов, обучающихся по специальности 190205
"Подъемно-транспортные, строительные, дорожные
машины и оборудование"
Редактор Лантюхова Н.Н.
Подписано в печать 14.11.2005. Уч.-изд. л. 5,6. Усл.-печ. л. 5,7.
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
18
Размер файла
835 Кб
Теги
414, технология, курсовой, шамаева, машиностроение, проектирование
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа