Технология восстановления детали

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Выбор метода восстановления

Деталь - ходовое колесо ж. д. тележки, наибольшему изнашиванию подвержены поверхности катания ходовых колес. Допустимый износ поверхности катания колес и катков составляет 0,005 диаметра и во всех случаях не может быть более 4 мм.

Изношенные более допустимого поверхности катания колес направляют под слоем флюса с припуском на механическую обработку (2-3 мм на сторону) и упрочняют поверхность наклепом. Изношенные колеса подвергают 3-х - 5-ти кратному восстановлению.

Широкое распространение при ремонте деталей получила наплавка под слоем флюса. Сущность этого метода состоит в том, что в зону дуги подается флюс толщиной 50-60 мм, который закрывает дугу и плавится под воздействием ее тепла. Это позволяет полностью или частично автоматизировать наплавку поверхностей. В качестве присадочного материала используется не изолируемая проволока, а функции обмазки электродов выполняют флюсы.

В условиях мастерских принимаем полуавтоматическую наплавку, т.е. механизирована только подача электродной проволоки.

Марка флюса и проволоки определяются требованиями, предъявляемыми к наплавленному слою.

В нашем случае наплавленный слой должен иметь твердость 300-360 НВ. Марка материала колеса сталь 45 по ГОСТ 1050-88 (углеродистая, качественная, конструкционная).

Исходя из этого, для наплавки применяем плавящиеся марганцовистые флюсы чарок АН-348А и ОСЦ-45, с помощью которых наплавленный слой легируется марганцем, повышающем его вязкость и твердость. Так как колесо из высокоуглеродистой стали, наплавляем проволокой диаметром 1,2-2,5 мм маркой Цл-2Х14. Эта проволока позволит получить высокую износостойкость наплавленного слоя.

Для наплавки применяем сварочную головку А-580 м.

Наплавляемую поверхность и электродную проволоку необходимо перед наплавкой обезжирить, зачистить до металлического блеска, выправить погнутые детали, заварить трещины и удалить наклеп.

2. Наплавка поверхности в среде защитных газов

Химический состав в % материала 45ГОСТ 1050 - 88

С	Si	Mn	Ni	S	P	Cr	Cu	As
042-0,5	0,17-0,37	0.5-0,8	До 0,3	До 0,3	До 0,35	До 0,25	До 0,3	До 0,08

1. Проверка стали по эквиваленту (С_э), показывающая чувствительность сварного соединения к образованию холодных трещин

С = Ni:15 + Cu:14 + Mn:6 + Cr:5 + V:5 + Mo:4 + P:2 = 0,3/15 + 0,3/14 + 0,8/6 + 0,035/2 = 0,02 + 0,02 + 0,13 + 0,018 = 0,188

При величене С_э ? 0,25 предварительного нагрева зоны сварки не требуется, но после сварки желательна термообработка для снятия внутренних напряжений.

2. Расчет сварочного тока

I_св=(3,14*d²*a)/4=(3,14*4*43)/4=135 А

d-диаметр электродной проволоки 2,0 мм;

а-плотность тока, А/мм², равна 43А/мм²;

При глубине проплавления 3мм плотность тока равна 43А/мм²_.

3. Скорость подачи электродной проволоки, м/ч.

деталь наплавка восстановление технологический



V=(4*б_р*I_св)/(3,14*d²_пр*с)=(4*10,2*135)/(3,14*2*7,8)=5508/97,9=56,3м/ч

d²_пр -диаметр проволоки, мм;

б_р - коэффициент расплавления;

с - плотность металла электродной проволоки, (для стали равный 7,8 г/см³);

Для постоянного тока прямой полярности

б_р=2+v(I_св/d_пр)=2+8,2=10,2

4. Скорость сварки, м/ч.

V_св=(б_H*I_св)/(100*F_в*с)=(9,99*135)/(100*0,3*7,8)=1348,7/234=5,76м/ч

б_H -коэффициент наплавки;

F_в -площадь сечения одного валика, равнаая 0,3см²;

с -плотность мелалла сварочной проволоки, г/см³.

б_H= б_р*(1-ш)=10,2*(1-0,02)=9,99

ш - коэффициент потери металла угар и разбрызгивание, раный 0,02;

5. Масса наплавленного металла, г

G_н=V_н*с=244,92*7,8=1910,4г/

V_н -объем наплавленного металла, см³;

с - плотность наплавленного металла, равная 7,8 г/см³;



V_н=F_н*h=81,6*3=244,92см³

F_н -площадь наплявляемой поверхности, равная 81,6см;

H -высота наплавленного слоя, см (равная 3мм).

6. Расход сварочной проволоки, г

G_пр=G_н*(1+ ш)=1910,4*(1+0,02)=1948,6г

7. Расход флюса, г/пог. м.

G_ф=((U_Д-1,8)*780)/ V_св=((32-1,8)*780)/5,76=23556/5,76=4089,5г

U_Д- напряжение на дуге, равное 32В;

8. Время горения дуги, ч.

t₀=G_н/I_св*б=1910,4/(135*9,99)=1910,4/1348,7=1,4ч

9. Полное время сварки

T=t₀/К_п =1,4/0,7=2,2ч

К_п -коэффициент использования поста, равный 0,7;

10. Расход электоэнергии, кВт*ч

А=(U_д*I_св)/(з*1000)+(W₀*(T-t₀))=(32*135)/(0,9*100)+((2*(2,2-1,4))=5,5кВт/ч

U_д- напряжение на дуге;

I_св-сварочный ток;

з-к.п.д. источника пмтания, равный 0,9;

t₀-время горения дуги;

W₀-мощность, расходуемая при холостом ходе, раное 2 кВт.

3. Расчет режимов механической обработки детали после наплавки

Так как деталь после восстановления нуждается в механической обработке из-за наличия неравномерных припусков, включений шлака, неоднородности свойств направленного слоя, большого диаметра, то, учитывая твердость 'вплавленного слоя, требования к качеству поверхности и припуск на обработку, выбираем токарную обработку.

1. Выбор оборудования

Принимаем станок токарно-винторезный 1К62 с приспособлениями патрон трехкулачковый, самоцентрирующийся.

Технические характеристики станка

Наибольший диаметр обрабатываемой детали, мм 400

Расстояние между центрами, мм 1000

Число ступеней вращения шпинделя 23

Число ступеней вращения шпинделя 1 /мин 12...2000

Число ступеней подач суппорта 42

Мощность электродвигателя, кВт 7,5

КПД 0,75

Наибольшая сила подачи 3528

2. Рассчитываем все степени подач и частот вращения, которые изменяются в геометрической прогрессии.

Расчет начинается с определения знаменателя геометрической прогрессии

для ступеней подач:



для ступеней частот вращения

где

S_mах. S_min- максимальная и минимальная подача у выбранного станка;

n_mах. n_min - максимальная и минимальная частота вращения шпинделя;

Z. Zj - количество подач и количество ступеней вращения.

ц=1.0735 ц =1.1836 Принимаем стандартные значения ц = 1,12 ц = 1,26, тогда:

S1=0.07 n₁=12.5;

S₂=0.07*1.12=0.078 n₂=12.5 1.26

S₂₄=S₂₃*1.12=0.809 n₁₀=12.5 n₉=126,07

4. Выбор режущего инструмента

Поверхность обрабатывания проходным резцом с режущей кромкой из сплава Т5К 10.

5. Расчет режима резания

Глубину резания при черновом точении принимаем 2 мм с числом проходов

i=1.

При чистовом точении оставшийся припуск 0,5 мм снимается за два прохода.

Подача для чернового точения принимаем из расчета 8 = 0,8 мм/об. Принимаем близкое к паспортному значению 8² _ст 0,809 мм/об. Определяем скорость резания U_рез, м/мин по формуле:

(6.7)

где

С_v - учитывает условия резания;

Т^m - период стойкости инструмента;

К_v- корректирующий коэффициент.

(6.8)

где

к_mv - учитывает материал заготовки;

К_mv=[750 /д_и]^nv= [750 / 750]¹ =1;

где

[ д_и ] - для стали 65Г = 75 кг/мм² = 750 Мпа;

к_hv - учитывает состояние поверхности, 0,85;

К_иb - материал режущей части станка, 0,65;

К_ц -главный угол в плане резца, 0,8;

К_г= 1

К_v=1* 0.85 * 0.65 * 0,8-0,45

Проверяем возможность реализации U_Р на станке:

где

D_о - диаметр до обработки, мм

Принимаем ближайшую по паспорту n_ст=12,5 1,26 =126,07об/мин. Определяем фактическую скорость резания:

^;

6. Определяем силу резания, для чего раскладываем ее на составляющие: тангенсальную Р₂, радиальную Р_у и осевую Р_х:

(6.10)

где

К_р - поправочный коэффициент,

где

Е_од, Е_д, Е_ур, К_л-коэффициенты, учитывающие условия резания:

К_од=(д_а/750)^е= 1 ; К_цр = 0,94; Е_ур=1 ;К_лр=1-» К_р = 0,94

Постоянная С_р и показатели степени х, у, n для каждой составляющей приведены в таблице 12/3/.

Р₂= 10*300*2* *0,809*1008--^0.15*0,94=1511; Р_У=0,5*Р₂= 604,4;

Р_Х=0,4*Р₂ = 755,5.

Осевая сила подачи станка: Р_2ст ^мах=328.

Р_х сила подачи станка < Р_2ст ^мах

7. Рассчитываем мощность резания. Вначале определим эффективную мощность резания по формуле:

Потребная мощность на шпинделе станка будет равна:

Коэффициент использования по мощности определяем по формуле:

где

N_глэл,_дв-мощность главного электродвигателя станка.

8. Основное технологическое время рассчитывается по формуле:

где

L- длина обрабатываемой поверхности;

l₁ и l₂- длина резания и перебега;

п_ст - число проходов.

l₁=t*сtg=2*сtg60⁰=2*0.57=1.1мм;1₂=2*S_ст=2*0,8=1,6мм.

Тогда основное технологическое время равно:

4. Контроль качества восстановления поверхностей

Оценка шероховатости часто осуществляется визуально - ее осмотром и сравнением с оттестированным эталоном. Визуально оценка поверхности невооруженным взглядом возможна в пределах шероховатости Р₂ = 320-ИО мкм.

Применение микроскопа сравнения (М1-49), дающего увеличение в 10-30 раз, позволяет контролировать поверхность до шероховатости Я_а 0,04-0,16 мкм, не снимая деталь со станка. Оценка поверхности методом сравнения субъективна и может вызывать разногласия. Для непосредственных измерений высоты микронеровностей пользуются приборами оптическими (двойной микроскоп), щуповыми (профилометры, профилографы).

Для определения остаточных напряжений в последнее время получил распространение бесконтактный метод посредством голографической интерференции. Качество наплавки определяют методом неразрушающего контроля по ГОСТ 18553-73 рентгеновский контроль, ультразвуковая и магнитная дефектоскопия. Из них выбирают наиболее эффективный.

Размещено на Allbest.ru