Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

В настоящее время авторемонтное производство является достаточно крупной отраслью промышленности, наряду с автомобилестроением призвано удовлетворять растущие потребности народного хозяйства страны в автомобилях, агрегатах, деталях. Благодаря ремонту срок службы автомобилей значительно повышается, а парк автомобилей, участвующих в транспортном процессе, намного увеличивается. Вторичное использование деталей с допустимым износом и восстановление изношенных деталей, узлов и механизмов, способствует успешному решению проблемы снабжения автохозяйств и ремонтных предприятий запасными частями и даёт большую экономию различных материалов.

Основная задача курсовой работы по дисциплине "Основы технологии производства и ремонта автомобилей" является закрепление, углубление и обобщение теоретических знаний, полученных из лекционного курса, а также приобретение навыков проектирования технологических процессов восстановления деталей автомобиля и пользования ГОСТ, нормативной и другой справочной литературой.



1 Анализ конструкции сборочной единицы

АБС предназначена для того, чтобы вне зависимости от условий торможения обеспечивать оптимальное сочетание устойчивости и тормозной эффективности автомобиля. Другими словами, система не допускает блокировки (или "юза") колес, при которой не только увеличивается тормозной путь и теряется управление автомобилем, но и возникает опасность "вылета" в кювет со всеми вытекающими отсюда последствиями.



2. Служебное назначение

Корпус необходим для правильного функционирования пневматического модулятора тормозной системы автомобиля. В процессе работы поршень с уплотнительным кольцом перемещается внутри него. Также корпус (цилиндр) необходим для закрепления на нём других составных частей конструкции. Деталь представляет собой полый цилиндр, сбоку детали есть меньшее отверстие, основное же - по диаметру чуть больше диаметра поршня, ходящего внутри него. Так как внутри большего отверстия ходит поршень, поверхность отверстия большего диаметра подвержена износу в наибольшей степени. Анализируемая деталь представлена на рисунке 1.



3. Расчёт размерной цепи

При конструировании механизмов, машин, приборов и других изделий, проектировании технологических процессов, выборе средств и методов измерений возникает необходимость в проведении размерного анализа, с помощью которого достигается правильное соотношение взаимосвязанных размеров и определяются допустимые ошибки (допуски). Подобные геометрические расчеты выполняют с применением теории размерных цепей.

При решении размерных цепей существуют две задачи: прямая и обратная, отличающиеся последовательностью расчетов. Решением обратной задачи проверяется правильность решения прямой задачи.

Существуют следующие методы расчета размерных цепей: метод полной взаимозаменяемости, теоретико-вероятностный метод, метод селективной сборки, максимумов и минимумов, метод пригонки и метод регулирования.

Рассмотрим решение размерной цепи методом максимумов и минимумов (прямую и обратную задачи). Расчетная схема размерной цепи приведена на рисунке 1.

3.1 Решение прямой задачи методом максимумов и минимумов

Данные для расчёта:

,

,

.

Определим размер замыкающего звена, мм.



Определим верхнее отклонение замыкающего звена, мкм.

= 760

Определим нижнее отклонение замыкающего звена, мкм.

Рисунок 1. Размерная цепь



Определим допуск замыкающего звена, мкм.

3.2 Решение обратной задачи методом максимумов и минимумов

Данные для расчёта:

мм,

мм,

мм,

мкм.

Определим для каждого звена размерной цепи, мм.

= 63,25

= 23,24

= 38,73

Определим число единиц допусков.

T = ai

Так как a = 160, то размеры звеньев будут иметь квалитеты:

- Н12 увеличивающих звеньев, рассматриваемые как отверстие в системе отверстия;

- h12 уменьшающих звеньев, которые рассматриваются как вал в системе вала.

Зная квалитеты, определим численные отклонения из таблиц ГОСТ⁴.

,

,

.



4. Выбор технологического метода сборки

Задача повышения эксплуатационных показателей машин является одной из основных задач машиностроения. К числу качественных показателей современных изделий машиностроения относятся точность, долговечность, надежность и др., которые обеспечиваются в процессе конструирования, изготовления и ремонта машин.

Сборка - завершающая стадия производства машин. Надежность долговечность машины в значительной степени зависит от качества сборки.

Качество сборки и себестоимость ее выполнения зависит от правильности спроектированного процесса.

Количество изделий, подлежащих сборке, а также точность, которую следует обеспечить при этом, оказывают, существенное влияние на разработку технологического процесса и принятых методов сборки единиц и изделия в целом. Сборку можно осуществить следующими методами: полной взаимозаменяемости; неполной взаимозаменяемости; пригонки, регулирования.

Сущность этих методов сборки раскрывается в теории размерных цепей.

Размерная цепь - это замкнутый контур, взаимосвязанных размеров (звеньев) детали или сборочной единицы.

Изменение одного из размеров вызывает изменение других размеров цепи.

При проектировании организации сборочных процессов различают общую сборку, объектом которой является конечное изделие, выпускаемое предприятием, и узловую сборку, объектом которой являются составные части конечного изделия - сборочные единицы (агрегаты или узлы), поступающие затем на общую сборку.

Таким образом - изделие состоит из деталей и сборочных единиц (агрегаты или узлы) различной степени сборки. Степень сборки повышается в зависимости от их сложности. Так, сборочная единица первой степени сборки состоит только из деталей второй степени - из одной или нескольких сборочных единиц первой степени сборки деталей и т.д.

Элемент, с которого начинают сборку изделия или его составной части, называется базовым.

На основании методов достижения точности формируется структура технологического процесса, оснащенность и форма организации сборочного производства.

В данной работе будем применять метод неполной взаимозаменяемости.



5. Составление схемы сборки

Последовательность сборки зависит от конструкции собираемого изделия и степени дифференциации сборочных работ.

Наиболее полное и наглядное представление о сборочных свойствах изделия, о его технологичности и возможностях ограниченности процесса сборки дают технологические схемы сборочных операций.

В простейших случаях схема сборочного состава изделия представляет собой одновременно и технологическую карту сборки.

Для сложного изделия целесообразно строить укрупненную логическую схему для общей сборки и технологические карты для сборки отдельных сборочных единиц.

Схема сборки помогает персоналу цеха ознакомится с последовательностью сборки новой машины, производить комплектование машины, определять порядок подачи сборочных единиц деталей к месту сборки, правильно расставить рабочих и сортировать сборочное производство. Схема сборки и разборки, необходимой в процессе сборки машины, должна показывать последовательность процессов и служит оперативным документом.

Схема сборки строится следующим образом: лист бумаги разбивается на несколько зон соответственно названию сборочных единиц, деталей и машин в целом.

Каждый из составляющих элементов машины обозначается прямоугольником, в котором указывается наименование, номер детали по чертежу и их количество.

Положение условных обозначений деталей и сборочных единиц показывает последовательность их поступления на сборку: линия со стрелками - направление их движения и характер выполняемого процесса сборки или разборки.

При построении схем знаки в прямоугольниках, обозначающих сборочную единицу, иногда указывают трудоёмкость её сборки.

На первом листе графической части приведена схема собираемого узла с чертежом сборочной единицы ремонтируемой детали - цилиндра.

Поршень и уплотнительное кольцо собираются в сборочную единицу 1 первой степени сложности, клапан и уплотнительное кольцо собираются в сборочную единицу 1 второй степени сложности. Деталь корпус, сборочная единица 1 первой степени сложности и сборочная единица 1 второй степени сложности собираются непосредственно в изделие.



6. Разработка технологического процесса ремонта детали

6.1 Значение детали и оценка её технологичности

Деталь - цилиндр, изготовленный из конструкционной стали марки «Сталь 45», предназначен для возвратно поступательного движения поршня внутри него, удовлетворяя предъявляемым требованиям цилиндричности.

В целом деталь имеет простую форму и не вызывает затруднений при обработке, так как легко обеспечивается доступ ко всем обрабатываемым поверхностям режущим инструментом.

6.2 Определение типа производства

В машиностроении различают три типа производства: единичное, серийное и массовое. Серийное производство в свою очередь подразделяется на мелкосерийное, среднесерийное и крупносерийное.

Важным этапом в разработке технологического процесса является определение типа производства. Основным критерием при определении типа производства согласно ГОСТ является коэффициент закрепления операций за одним рабочим местом или единицей оборудования. Он определяется как отношение числа всех технологических операций выполняемых в течении месяца на механическом участке (О) к числу рабочих мест (Р) на этом механическом участке.

Типы машиностроительного производства характеризуются следующими значениями коэффициента закрепления операции:

К_ЗО ? 1 - массовое производство

1 < К_ЗО ? 10 - крупносерийное производство

10 < К_ЗО ? 20 - среднесерийное производство

20 < К_ЗО ? 40 - мелкосерийное производство

К_ЗО > 40 - единичное производство

На практике обычно известна годовая программа выпуска и тогда определение Кзо удобно по следующей формуле:

Кзо =

где: Ф_д - годовой фонд работы оборудования (4015 часов при двух сменной работе);

О_баз - число операций механической обработки по базовому техпроцессу (4);

Т_шт - трудоемкость изготовления детали, мин (15 минут);

N_год - годовая программа выпуска, шт (1000 штук).

Кзо =

Вывод: производство является единичным.

6.3 Выбор метода получения заготовки

Восстановлению будет подвергнуто лишь внутреннее отверстие цилиндра пневматического модулятора тормозной системы автомобиля, а оно не нуждается в пригонке, что в свою очередь сведет к минимуму срок обкатки, а также обеспечит безотходность производства и максимальное использование ресурса детали.



6.4 Выбор технологических баз

Базовые поверхности следует выбирать с таким расчётом, чтобы при установке и замене деталь не смещалась с приданого местоположения и не деформировалась под воздействием сил резания и усилий закрепления. При выборе баз необходимо учитывать:

l по возможности выбирать те базы, которые использовались при изготовлении детали;

l базы должны иметь минимальный износ;

l базы должны быть жёстко связаны точными размерами с основными поверхностями детали, влияющими на работу в сборочной единице.

При расточке, шлифовке в качестве зажимного устройства используются кулачки как показано на рисунке 2. Это позволит уменьшить количество ненужных степеней свобод, которые отрицательно влияют на точность детали.

Рисунок 2. Схема базирования



6.5 Выбор вариантов ремонта основных поверхностей детали

На восстанавливаемой детали будем осуществлять ремонт поверхности большого отверстия путем его растачивания, шлифования и хонингования под ремонтные размеры.

Выбран ремонт за счет расточки цилиндра под ремонтный размер, так как экономически нецелесообразно изготавливать новый поршень, когда старый в ходе эксплуатации практически не подвержен износу. Также возможна установка уплотнительного кольца большей толщины, но из-за появляющегося увеличенного изгибающего момента на уплотнительном кольце при возвратно-поступательном движении поршня, возможно самопроизвольное снятие с поршня уплотнительного кольца, его быстрый износ и задир стенок цилиндра, а так как пневматический модулятор - необходимая часть тормозной системы, данное случайное событие может быть чрезвычайно опасным, следовательно наиболее безопасен ремонт за счёт растачивания корпуса пневматического модулятора.

Данный вариант ремонта выбран на основе наименьшей трудоемкости и с учетом экономической эффективности.

6.6 Основание технологического маршрута ремонта детали

При составлении технологического маршрута необходимо учитывать следующие требования:

l одноимённые операции по всем дефектам маршрута должны быть объединены;

l каждая последующая операция должна обеспечить сохранность качества работы поверхностей детали, достигнутую при предыдущих операциях;

l вначале должны идти подготовительные операции, затем восстановительные, слесарно-механические, шлифовальные и доводочные.

План рациональной последовательности принимаем следующий:

1) Моечные операции.

2) Контрольные операции.

3) Расточная операция (тонкая расточка) большого отверстия.

4) Шлифовальная операция большого отверстия.

5) Хонинговальная операция большого отверстия.

6) Контрольная операция.

6.7 Выбор металлорежущих станков

При выборе оборудования для каждой технологической операции необходимо учитывать назначение обработки, габаритные размеры деталей, размер партии обрабатываемых деталей, расположение обрабатываемых поверхностей, требования к точности и качеству обрабатываемых поверхностей.

Таблица 1 - Краткая характеристика станка 1М61

Характеристика	Ед. измерения	Значение
Максимальный диаметр обрабатываемой детали над станиной	мм	420
Число оборотов шпинделя	об./мин.	12,52000
Подача суппорта:
продольная	мм/об.	0,080,19
поперечная	мм/об.	0,040,95
Количество ступеней подач суппорта	-	24
Мощность электродвигателя	кВт	3

Для предварительного чистового растачивания используем токарный станок 1М61 с применением приспособления для центровки. Характеристики станка приведены в таблице 1.1. Для расточки используется расточной резец 2140-0001 ГОСТ 18882-73 с углом в плане 60 с пластинами из твёрдого сплава Т15К16.

Таблица 2 - Краткая характеристика станка 3А228

Характеристика	Ед. измерения	Значение
Диаметр обрабатываемых отверстий:
наименьший	мм	20
наибольший	мм	400
Наибольшая длина шлифования	мм	125
Пределы рабочих подач стола	м/мин	210
Пределы чисел оборотов изделия	об./мин.	1801200
Пределы чисел оборотов шлифовального круга	об./мин.	840024400
Пределы поперечных подач изделия	мм/мин.	0,051,2
Наибольшие размеры шлифовального круга	мм	8050
Мощность электродвигателя	квт	8,275

При внутреннем шлифовании используют шлифовальный круг типа переключения передач зернистостью 40, материал круга 4А20СМ28К5/ПСС4015.

При окончательной обработке используется вертикальный хонинговальный станок модели 3Б833. Характеристики станка приведены в табл. 1.3. Хонингование производится брусками АС4125/100-М1-100%, установленными в хонинговальной головке плавающего типа.

Таблица 3 - Краткая характеристика станка 3Б833

Характеристика	Ед. измерения	Значение
Наибольший диаметр обрабатываемого отверстия	мм	445
Наименьший диаметр обрабатываемого отверстия	мм	67,5
Число оборотов шпинделя	об./мин.	155, 400
Скорость возвратно-поступательного движения	мм/мин.	8,115,5
Мощность электродвигателя	квт	2,8

6.8 Определение режимов обработки

Резание

Обрабатываем большое отверстие. Глубина резания t при черновой обработке равна или кратна припуску z на выполняемом технологическом переходе. При чистовой обработке (Ra<2,5) глубина резания принимается в пределах 0,1 0,4 мм. После назначения глубины резания t 0,1 мм назначаем подачу из числа существующих в характеристике станка S = 0,1 мм/об. цилиндр пневматический модулятор тормозной

Скорость резания v рассчитывается по формуле:

,

где С_v, m, x_v, y_v - коэффициенты и показатели степени, учитывающие условия обработки;

Т - период стойкости режущего инструмента;

K_v - поправочный коэффициент, учитывающий условия обработки, которые не учтены при выборе C_v.

Период стойкости режущего инструмента Т принимаем равным 60 минутам. Поправочный коэффициент K_v рассчитываем по формуле:

,

где K_mv1,67 - коэффициент, учитывающий механические свойства обрабатываемого материала;

K_nv1 - коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки;

K_уv1 коэффициент, учитывающий главный угол резца в плане;

K_у1v0,9 - коэффициент, учитывающий вспомогательный угол резца в плане;

K_rv1 - коэффициент, учитывающий радиус при вершине режущей части резца;

K_qv0,91 - коэффициент, учитывающий размеры державки резца;

K_оv1 - коэффициент, учитывающий вид обработки;

K_uv0,9 - коэффициент, учитывающий вид материала режущей части инструмента.

.

Определим скорость резания:

м/мин.

По расчётному значению скорости резания определяется частота вращения шпинделя с закреплённым резцом:

,

где d_Д - диаметр детали (отверстия), мм.

об./мин.

Максимальная частота вращения шпинделя станка равна 450 об./мин. Принимаем частоту вращения шпинделя, близкую к расчётной n300 об./мин.

Рассчитанные элементы режима резания нет необходимости проверять по мощности электродвигателя станка.

Шлифование

Режимы шлифования выбираем по справочнику . Для круглого внутреннего шлифования конструкционной стали принимаем:

скорость круга V_к=30 м/с ,

скорость заготовки V_з=20м/мин,

глубина шлифования t=0,05 мм

продольная подача S=0,4B м/мин ,

где В =5 мм - толщина круга

значит S = 0,4 *5=2 м/мин

Продольную подачу в об/мин вычисляют по формуле :

Частота вращения круга n об/мин:

Так как расчетная частота круга выше максимально возможной станка, принимаем частоту близкую к максимальной. n=6000 об/мин.

Частота вращения детали n_d об/мин:

Принимаем Частота вращения детали n=91 об/мин

Хонингование большого отверстия

Определяем скорость резания по формуле:

,

где v_в - скорость вращательного движения хона, об./мин.;

v_в-п - скорость возвратно-поступательного движения хона, м/мин.



,

где D40,1 мм - диаметр хонингуемого отверстия;

n155 об./мин. - частота вращения шпинделя станка.

,

где n_вх10 ход/мин. - число двойных ходов хона;

L_х0,03 м - длина хона.

м/мин.

м/мин.

м/мин.

6.9 Определение технических норм времени

Норма времени включает ряд элементов: t_о - основное время; t_в - вспомогательное время; t_орм - время обслуживания рабочего места; t_п - время перерыва на отдых; T_п-з - подготовительно-заключительное время.

Основное время - время в течение которого происходит изменение размеров, формы и свойств обрабатываемых поверхностей детали.

Вспомогательное время включает две составляющие: время на установку и снятие детали и время, связанное с переходом.

Время обслуживания рабочего места и время перерыва на отдых принимается в процентах от оперативного времени, которое равно сумме основного и вспомогательного времени.

Подготовительно-заключительное время даётся на парию и не зависит от величины этой партии.



Штучно-калькуляционное время определяется по формуле:

,

где n - размер партии деталей.

Размер партии определяется по формуле:

,

где N 1000 шт. - производственная программа;

D_x - число дней хранения (10-20 дней);

D_p - число рабочих дней в году.

деталей.

Расточная обработка большого отверстия:

,

где L_px - длина рабочего хода инструмента, мм;

i - число проходов;

n - частота вращения детали, об./мин.;

S - подача инструмента за один оборот детали, мм/об.

мин.

,

где t_ву - вспомогательное время на установку-снятие;

t_вп - вспомогательное время, связанное с переходом.

мин.

мин.

мин.

Шлифование большого отверстия:

,

где L_px - длина рабочего хода инструмента, мм;

h - припуск на диаметр, мм;

K₃ - коэффициент ходов;

n_D - частота вращения детали, об./мин.;

S_пр - глубина шлифования, мм.

мин.

мин.

мин.

Хонингование большого отверстия:

,

где z - припуск на диаметр, мм;

b - толщина слоя металла, снимаемого за двойной ход хона, мм.

мин.

мин.

мин.

6.10 Средства контроля

При выборе средств измерения следует учитывать, что погрешность измерения обычно больше погрешности самого средства измерения и определяется как сумма систематических и случайных составляющих. За значение основной погрешности средства измерения можно принять предельные погрешности показаний.

Применение метода сравнения связано с использованием меры. В массовом производстве в качестве меры используют образцовую деталь. При высокой точности изготовления и аттестации образцов детали применение ее в качестве меры позволяет уменьшить составляющую погрешности измерения - погрешность метода. При частой перенастройке средств измерений и контроля используют концевые меры длины.

В данной работе при единичном производстве рациональней использоваться нутромером индикаторным с ценой деления 10 мкм и пределами измерения 50100 мкм.



Заключение

В процессе выполнения курсовой работы были углублены и закреплены знания по дисциплине основы технологии производства и ремонта автомобилей. Был выполнен расчёт для определённого задания и получены практические знания по проектированию процесса восстановления детали автомобиля. В соответствии с заданием на курсовую работу разработан технологический процесс восстановления цилиндра пневматического модулятора тормозной системы и выбрано необходимое техническое оборудование, а также рассчитаны режимы и нормы времени на механическую обработку.



Список используемых источников

1) Единый тарифно-квалификационный справочник работ и профессий рабочих. - М.: Машиностроение, 1986 г.

2) Иванов В.Б. Справочник по нормированию труда на автомобильном транспорте. - Киев: Техника, 1991 г.

3) Малдык Н.В., Зелкин А.С. Восстановление деталей машин: Справочник. - М.: Машиностроение, 1989 - 420 с.

4) Основы технологии производства и ремонта автомобилей: Метод. указания./Сост. А.Д. Полканов, ВоГТУ: - Вологда, 1999 г.

5) Справочник технолога авторемонтного производства./Под редакцией Г.А. Малышева. - М.: Транспорт, 1977 г.

6) Справочник технолога-машиностроителя. Т. 1/Под редакцией А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. - М.: Машиностроение, 1972 г.

7) Справочник технолога-машиностроителя. Т. 2/Под редакцией А.Н. Малого. - М.: Машиностроение, 1972 г.

Размещено на Allbest.ru