Для наплавки шлифования и полирования

ВВЕДЕНИЕ

    Распределительный вал изготавливают из стали 45 или специального чугуна. Опорные шейки кулачки, эксцентрик и торцовая поверхность передней шейки подвергнуты поверхностной закалке ТВЧ на глубину 2...5 мм. Твердость шеек после закалки состовляет54...62HRС_э. Профиль его кулачков, как выпускных, так и впускных, у большинства двигателей делают одинаковыми.

    Одноименные (впускные и выпускные) кулачки располагаются в четырехцилиндровых двигателях под углом    90 градусов, в шестицилиндровых двигателях — под углом 60 градусов, в восьмицилиндровых — под углом 45 градусов. Высота подъема толкателей составляет 6,85 мм, клапана 10,25 мм. При шлифовании придают небольшую конусность. Взаимодействие сферической поверхности торца толкателя с конической поверхностью кулачка обеспечивает их поворот в процессе работы.

    Начиная с передней опорной шейки диаметр шеек уменьшается, что облегчает установку распределительного вала в картере двигателя. Число опорных шеек обычно равно числу коренных подшипников коленчатого вала. Втулки опорных шеек изготавливают из стали, а внутреннюю поверхность их покрывают отшлифованным сплавом.

    На переднем конце распределительного вала расположен эксцентрик, действующий на штангу привода топливного насоса, а на его заднем конце находится шестерня, которая приводит во вращение зубчатое колесо валика, расположенного в корпусе валика привода распределителя зажигания и масляного насоса.

    Между зубчатым колесом распределительного вала и его передней опорной шейкой установлено распорное кольцо и упорный фланец, крепящийся болтами к блоку и удерживающий вал от продольного смещения, так как толщина распорного кольца больше толщины упорного фланца, обеспечивается осевой зазор распределительного вала, который должен быть в пределах 0,08 — 0,21 мм. В отверстии переднего торца распределительного вала расположен узел привода центробежного датчика регулятора частоты вращения коленчатого вала, состоящий из валика, пружины и шайбы, закрепленных кольцом.

Технические условия на дефектацию данной детали

    Дефектация в основном производится по размерам. Так как деталь подвергается большому износу. Также производится дефектация на механические повреждения, в основном на наличие трещин. Ремонтные размеры определяются по таблице, в нашем случае деталь подходит под четвертый ремонтный размер

d_п = 50,36 мм

d_з = 44,34 мм.

    Данные в задании размеры предусматривают восстановление поверхности опорных шеек методом шлифовки под четвертый ремонтный размер.

    Износ опорных шеек определяют измерением в нескольких положениях.

    Износ кулачков определяется шаблоном.

    Таблица ремонтных размеров распределительного вала ЗИЛ-130

Описание дефектов и причин их появления

Основные дефекты распределительного вала:

- биение опорного вала;

- износ шпоночной канавки;

- износ опорных шеек;

- износ кулачков;

- износ шейки под зубчатое колесо;

- износ эксцентрика привода топливного насоса;

- износ шестерни привода распределителя зажигания и масляного насоса.

Причины появления дефектов:

- применение некачественных масел;

- работа с повышенными нагрузками;

- усталость металла;

- некачественное ТО и ТР;

- неверные регулировки.

Выбор рациональных способов ремонта

    Наиболее рациональным способом ремонта распределительного вала будет шлифование опорных шеек под ремонтный размер (один из возможных).

    Можно восстановить опорные шейки при помощи наплавки, напыления с последующей расточкой и шлифовкой, но данный способ ремонта будет значительно дороже и применяют его в случае когда шлифовка под ремонтный размер уже не возможна.

Определение месячной партии

Находим по формуле:

N_m = ^N*Kp/₁₂ = 8750*0,43/12 = 313,5 деталей

313,5 деталей, завод восстанавливает за 1 месяц работы/

Определяем, сколько штук в одной партии за 1 день:

 П_п = 313,5/20 = 15,675 это примерно составляет 16 штук в день.

Выбор баз

       Базой является ось распределительного вала.

    Опорные шейки, изношенные меньше ремонтных размеров, подвергают вибродуговой наплавке или наплавке под слоем флюса, после чего шлифуют.

    Шейки шлифуют на круглом шлифовальном станке. Вал, подлежащий шлифовке, передним концом устанавливают в трехкулачковый патрон, задний конец поджимают центром. Биение вала выверяют по шейке под распределительную шестерню с точностью до 0,02 мм. Каждую опорную шейку шлифуют с упором в люнет шлифовальным кругом до ремонтного размера.

Разработка технологического процесса восстановления деталей

    Основное техническое требование, которое необходимо выполнить при ремонте — это обеспечение стандартных размеров и шероховатостей восстанавливаемых поверхностей, а также соосности и симметричности относительно общей оси, допустимой овальности и конусообразности.

У нас схема технологического процесса состоит из 4 пунктов:

1. Устранение конусности;

2. Черное шлифование;

3. Чистое шлифование;

4. Полирование поверхности.

Расчет припусков на обработку

Припуск на обработку передних опорных шеек распределительного вала:

h_n = d_n-d_np/₂ = 50,36-50,18/2 = 0,18/2=0,09 мм

где: d_n - диаметр передней опорной шейки,

    d_np - ремонтный диаметр передней опорной шейки.

    Из расчета передних опорных шеек видно, что износ не превышает 4^ый ремонтный размер, данный вал нет необходимости восстанавливать наплавкой.

    Припуск на обработку задней опорной шейки распределительного вала:

h₃ = d₃-d_3p/2 = 44,34-44,183/2 =0,157/2=0,0785≈0,08 мм.

    Данный вал необходимо обрабатывать под четвертый ремонтный размер.

План. Технологическая операция

    Технологическая операция — основная планируемая единица в АРЗ.

Она содержит ряд элементов, как то:

    1. Установ — часть технологической операции, выполняемая при неизменном закреплении обрабатываемой детали, разбираемой и собираемой сборочной единицы.

    2. Позиция — фиксированное положение занимаемой, неизменно закрепленной обрабатываемой деталью или сборочной единицей совместно с приспособлением относительно инструмента или неподвижной части оборудования при выполнении определенной части операции.

    3. Технологический переход — законченная часть технологической операции, характеризуемая постоянством применяемого инструмента и поверхностей образуемых обработкой или разъединяемых (соединяемых) при разборке (сборке). Переход может быть выполнен за один или несколько рабочих ходов.

    4. Рабочий ход — законченная часть технологического перехода, состоящая из неоднократного перемещения инструмента относительно обрабатываемого изделия, сопровождаемого изменением его состава и состояния или изменением формы, размеров и шероховатости поверхности детали.

    5. Вспомогательный переход — часть технологической операции, состоящая из действий человека и (или) оборудования, которые не сопровождаются изменением формы, размеров и состояния детали или сборочной единицы, но необходимы для исполнения технологического перехода.

Для наплавки шлифования и полирования

1. Подготовка станка

2. Установка вала на станок

3. Установка шлифовального круга

4. Установка режима резанья для чистового шлифования

5. Подвод круга к шейке

6. Черновое шлифование шейки 1 шейки распредвала

7. Переход к другой опорной шейке

8. Шлифование 2 опорной шейки

9. Переход к следующей

10. Шлифование 3 шейки

11. Переход

12. Шлифование 4 шейки

13. Переход

14. Шлифование 5 шейки

15. Установка режима резанья для чистового шлифования

16. Шлифование 5 шейки

17. Переход

19. Шлифование 4 шейки

20. Переход

21. Шлифование 3 шейки

22. Переход

23. Шлифование 2 шейки

25. Переход

26. Шлифование 1 шейки

27. Отвод круга от шейки

28. Снятие шлифовального круга со станка

29. Замена круга шлифовального на полировальный

30. Установка на станок полировального круга

31. Подвод круга к шейке

32. Установка режима резанья для полирования

33. Полировка 1 шейки

34. Переход

35. Полировка 2 шейки

36. Переход

37. Полировка 3 шейки

38. Переход

39. Полировка 4 шейки

40. Переход

41. Полировка 5 шейки

42. Отвод круга от шейки

43. Снятие распределительного вала со станка

Расчет режимов резания

Режим резания для передних опорных шеек:

( Черновое шлифование)

    n = 1000*U/ π*d = 1000*40/3,14*50,2 = 254 (об/мин).

где: U - скорость детали (берется из справочника),

    d - диаметр обрабатываемой детали,

    n - число оборотов.

Расчетная скорость вращения:

    U_д = π*d*n/1000=3,14*50,2* 240/1000=37,8(м/мин)

Где: U_д - действительная скорость детали,

    n_ф - фактические обороты станка.

Подача при черновом шлифовании передней опорной шейки:

    S_tm = S_m*K=0,6*0,16 = 0,096 ( мм/мин.).

Где: S_m - поперечная подача, табличное значение,

    K - поправочный коэффициент, учитывающий конкретные условия                обработки.

Основное время:

    Т₀ = n/S_tm*K= 0,05/0,096*0,6 = 0,87 (мин).

Чистовое шлифование передней опорной шейки:

    n = 1000*20/3,14*50,2 = 127 (об/мин).

Расчетная частота вращения:

    U_р = π*d*n_ф/1000= 3,14*50,2*120/1000 = 19 (м/мин).

Подача при чистовом шлифовании передней опорной шейки:

    S_tm =0,1*0,16 = 0,016(мм/мин).

Основное время шлифования передней опорной шейки:

    t₀ = 0,03/0,016*0,1 = 18,75 (мин).

Черновое шлифование задней опорной шейки:

    n = 1000*U/π*d= 1000*35/3,14*44,2 = 252 (об/мин).

Расчетная скорость вращения детали:

    U_д =π*d*n_ф/1000= 3,14*44,2*240/1000 = 33,3 (м/мин).

Подача при черновом шлифовании задней шейки:

    S_tm = S_m*K= 0,25*0,16 = 0,04 (мм/мин).

Основное время:

    t₀ = n/S_tm*K= 0,04/0,04*0,16 = 6,25 (мин).

Чистовое шлифование задней опорной шейки:

    n = 1000*U/π*d=1000*20/3,14*44,2 = 144 (об/мин).

Расчетная скорость вращения детали:

    U_д =π*d*n_ф/1000= 3,14*44,2*120/1000 = 16,7 (м/мин).

Подача при чистовом шлифовании задней шейки:

    S_tm = 0,125*0,14 = 0,017 (мм/мин).

Основное время

    t₀ = n/S_tm*K= 0,03/0,017*0,14 = 12,6(мин).

Основное время на операцию:

    Т₀ = t₀₁*4+ t₀₂*4+ t₀₃+t₀₄ = 4*0,87+18,75*4+6,25+12,6 = 97,33(мин).

Где: t₀₁ - время при черновом шлифовании 1 передней шейки,

    t₀₂ - время при чистовом шлифовании 1 передней шейки,

    t₀₃ - время при черновом шлифовании задней опорной шейки,

    t₀₄ - время при чистовом шлифовании задней опорной шейки.

Нормированное время на операцию складывается из:     

    Т_н = Т_оп+ Т_д+ Т_пз

Дополнительное время на операцию складывается из времени:

    - на установку детали (t_уст = 0,23 мин.);

    - на переход пер. (t_пер = 0,41 мин.);

    - на измер. накладной скобой с часовым индикатором (t_изм. = 0,12 мин.)

    Т_в= t_уст +t_пер +t_изм.= 0,23+0,41+0,12=0,76 (мин.)

    Т_оп = 97,33+0,76 = 98,09(мин.).

Время на обслуживание:

    Т_обс = Т_оп*d_обс/100,

Где: d - число одноименных деталей на автомобиле.

    Т_обс = 98,09*1/100 = 1 (мин).

    Т_отл = 98,09*1/100 = 1 (мин).

Штучное время:

    Т_ш = Т_оп+Т_в+Т_отл= 98,09+1+1 = 100,09 (мин).

Штучно — калькуляционное:

    Т_шк = Т_ш+(Т_пз/П_п) = 100,09+(0,8/15,675) = 100,14 (чел/м).  

    Т_пз = П_п/К*Т_ш= 15,675/0,1*100,09 = 1,57 (мин)

Где: Т_пз -сумма подготовительно - заключительного времени,

    К - коэффициент на потери подготовительно - заключительного   времени (К=0,1).