Разработка технологического процесса восстановления коренных шеек коленчатого вала автомобиля ГАЗ-53

Размещено на http://www.allbest.ru//

Размещено на http://www.allbest.ru//

Введение

Основная задача, которую преследуют ремонтные предприятия, это снижение себестоимости ремонта автомобилей и агрегатов при обеспечении гарантий потребителей, т.е. гарантии послеремонтного ресурса.

Исследования ремонтного фонда (автомобилей и агрегатов, поступающих в ремонт) показали, что в среднем после дефектации около 20% деталей утильных, 25-40% - годных, а остальные 40- 55 % - можно восстановить. Процент утильных деталей можно также значительно снизить на АРП, если оно будет располагать эффективными способами дефектации и восстановления.

Для восстановления работоспособности изношенных деталей требуется в 5-8 раз меньше технологических операций по сравнению с изготовлением новых деталей.

Несмотря на рентабельность, трудоемкость восстановления деталей неоправданно высока и даже на крупных ремонтных предприятиях в среднем до 1,7 раз больше трудоемкости изготовления одноименных деталей на автомобильных заводах.

Мелкосерийный характер производства, использование универсального оборудования, частые его переналадки, малые партии восстанавливаемых деталей затрудняют возможность значительного снижения трудоемкости отдельных операций.

Основное количество отказов деталей автомобилей вызвано износом рабочих поверхностей - до 50%, 17,1% связаны с повреждениями и 7,8% вызвано трещинами. Основное место среди всех отказов в автомобиле занимает двигатель - это примерно до 43% отказов. Примерно 85% восстанавливают при износе не более 0,3 мм, те. их работоспособность восстанавливается при нанесении покрытия незначительной толщины.

Нанесение металла на несущие поверхности с последующей механической обработкой позволит многократно использовать деталь.

Доля восстанавливаемых наружных и внутренних цилиндрических поверхностей составляет 53,3%, резьбовых -12,7%, шлицевых -10,4%, зубчатых -10,2%, плоских 6,5%, все остальные - 6,9%.

Цель курсового проекта: закрепление знаний и применение их для решения задач проектирования технологических процессов восстановления деталей автомобиля.

Задачи курсового проекта:

провести анализ исходных данных;

выбрать рациональный способ восстановления детали;

разработать план технических операций восстановления деталей, рассчитать нормы времени затраченные на них;

провести расчет станочного приспособления для обработки детали

1. Определение типа производства

Размер партии деталей запускаемой в обработку в год, определим по формуле:

,(1)

где Q - количество деталей в год, ремонтируемых по заданному маршруту, штук;

t - число дней запаса деталей на складе, t = 10;

Др - число рабочих дней в году.

(2)

где - годовая программа капитальных ремонтов автомобилей (агрегатов),

;

- коэффициент ремонта деталей по заданному маршруту, ;

a - количество деталей данного наименования в агрегате, a = 1.

;

.

Исходя из размера партии деталей, запускаемой в обработку в год, устанавливаем тип производства - мелкосерийное.

2. Описание двигателя ГАЗ-53

Двигатель на автомобиле ГАЗ-53 (ЗМЗ-53) V-образный, восьмицилиндровый (два ряда по четыре цилиндра), карбюраторного типа, работает по четырехтактному циклу.

Рабочий объем цилиндров ДВС автомобиля ГАЗ-53 - 4,25 л (при размере цилиндров в поперечном сечении 92 мм и ходах поршня 80 мм).

Технические характеристики по мощности 115 л. с. Запуск мотора ГАЗ-5 3 осуществляется при помощи стартера

Номинальные обороты коленчатого вала в минуту - 3 200. Степень сжатия смеси - 6,7.

Блок цилиндров выполнен литьем из сплава Ал-4, после отливки герметизирован термической обработкой и пропиткой синтетической смолой. Это моноблочная конструкция V-образной формы с углом по осям цилиндров 90 градусов.

Полости блока и чугунные гильзы под поршни формируют рубашку водяного охлаждения двигателя. Предусмотрена возможность ремонтной замены гильз (5 групп с буквенными обозначениями). С торца блока резьбовыми шпильками закреплен картер механизма сцепления.

Поршневая группа отливается из сплава алюминия Ал-30. Поршень круглой формы с плоским днищем, в его теле прорезаны три канавки для маслосъемных и компрессионных колец.

Поршни делятся на 5 ремонтных групп по собственному диаметру (буквенная маркировка) и на 4 группы по диаметру отверстия поршневого пальца (цветовая маркировка).

Головки блоков выполнены из сплава Ал-4. Седла клапанов из чугуна, направляющие втулки - из медно-графитовой керамики. Блок и головки цилиндров соединяются резьбовыми шпильками через прокладки из асбокартона, армированного сталью.

Коленчатый вал отлит из чугуна, на нем сформированы шейки шатунов, опоры и противовесы. Вал проходит динамическую и статическую балансировку.

Осевое перемещение коленчатого вала исключают две шайбы, установленные по обе стороны от опоры первой шейки. Герметизируется в блоке маслосгонными канавками, сальниками и асбестовой набивкой.

Механизм газораспределения с верхней установкой клапанов обеспечивает впуск в цилиндры рабочей смеси и выпуск отработанного газа.

Устройство состоит из: распределительных валов и шестерен, толкателей, коромысел, штанг, клапанов, направляющих втулок и пружин.

Распределительный вал куется из стали. Имеет пять шеек опоры, кулачки, шестеренчатый привод маслонасоса и распределителя зажигания.

В систему питания входят: бензобак на 90 л, трубопроводы, диафрагменный насос с механическим приводом, фильтрующие устройства очистки топлива и двухкамерный карбюратор К-126 - устройство для приготовления бензовоздушной смеси.

Система смазки подает масло к трущимся деталям под давлением и самотеком. Маслонасос шестеренчатый с приводом от распредвала, масляный фильтр полнопоточный, обслуживаемый.

Фильтр подготовки воздуха обслуживаемый, инерционный, с оседанием загрязняющих частиц в масляной ванне.

Система охлаждения с водяной помпой, закрытого типа, жидкостная. Она состоит из водяной рубашки блока цилиндров, радиатора, помпы, термостата, жалюзи, вентилятора, его кожуха, пробки радиатора и соединительных шлангов. Емкость - 22 литра. Система зажигания контактная.

3. Назначение и условия работы коленчатого вала

Коленчатый вал -- деталь (или узел деталей в случае составного вала) сложной формы, имеющая шейки для крепления шатунов, от которых воспринимает усилия и преобразует их в крутящий момент. Составная часть кривошипно-шатунного механизма (КШМ).

Основные элементы коленчатого вала:

коренная шейка - опора вала, лежащая в коренном подшипнике, размещённом в картере двигателя;

шатунная шейка - опора, при помощи которой вал связывается с шатунами (для смазки шатунных подшипников имеются масляные каналы);

щёки - связывают коренные и шатунные шейки;

передняя выходная часть вала (носок) -- часть вала на которой крепится зубчатое колесо или шкив отбора мощности для привода газораспределительного механизма (ГРМ) и различных вспомогательных узлов

Коленчатые валы отливают в оболочковые формы в горизонтальном положении. Если в одной форме отливают два вала, заливку металла производят через общий литник.

Правку валов производят после нормализации в горячем состоянии в штампе на прессе после выемки заготовки из печи без дополнительного подогрева.

Коленчатый вал испытывает большие нагрузки и подвергается скручиванию, изгибу и механическому изнашиванию. Крутящий момент, развиваемый на коленчатом валу, передается на трансмиссию автомобиля, а также используется для привода в действие различных механизмов двигателя. Силы, действующие на коленчатый вал, складываются из сил давления газов и инерционных сил движущихся масс. Особенно большие силы возникают в момент выключения сцепления. Основными неисправностями валов являются износ опорных шеек из-за повреждения вкладышей или деформация - искривление вала из-за перегрева. В результате этого увеличиваются зазоры в подшипниках, в то время как условия смазки ухудшаются, естественный износ шеек наблюдается при больших нагрузках на двигатель автомобиля. Кроме износа шеек под подшипники коленчатые валы поступают в ремонт, имеют обычно износ резьбы под храповик (в зависимости от конструкции вала), износы отверстий во фланце под болты крепления маховика, под установочные пальцы или направляющие шпильки, отверстия под шарикоподшипник ведущего вала. Все эти нагрузки и силы, действующие, на коленчатый вал приводят к проявлению дефектов и возникновению изнашивания.

Процесс изнашивания деталей сопровождается сложными физико-химическими явлениями и многообразием влияющих на него факторов. В зависимости от материала и качества поверхности сопряженных деталей, характера контакта, нагрузки скорости относительно перемещения процесс изнашивания протекает различно. Ведущим процессом разрушения является механическое изнашивание, в которое входит абразивный и усталостный износ. Сопутствующими видами износа являются молекулярно - механический и коррозионно-механические износы со всеми своими разновидностями, которые в зависимости от условий работы

Таблица 1 - Дефекты детали, возникшие в процессе ее эксплуатации и способы их устранения

№ дефе-ктной повер.	Наименование дефекта	Размер номинальный мм	Размер до-пустимый без ремонта мм	Величина из- носа(размер), принятая в данной тех-нологии мм	Выбранный способ восстановле-ния
1	Изгиб вала	Биение средней коренной шейки не более 0,03 мм	0,05		Править
2	Увеличение длины шатунных шеек	52+0,1	52,2		Годен
3	Износ шатунных шеек	60 -0,013	58,48		Шлифовать под ремонтный размер
4	Износ коренных шеек	70-0,013	68,48		Шлифовать под ремонтный размер
5	Износ передней коренной шейки по длине	30,5-0,05	30,8		Ремонтировать (обработка до ремонтного размера) Браковать при размерах, выходящих за пределы четвертого ремонтного

Рисунок 2 - Схема дефекации детали:

1 - поверхности крайних коренных шеек; 2 - длина шатунных шеек; 3 - диаметр шатунных шеек; 4 - диаметр коренных шеек; 5 - длина передней коренной шейки;

6 - ширина шпоночной канавки под шестерню; 7 - ширина шпоночной канавки под шкив коленчатого вала; 8 - поверхность шейки под задний противовес и распределительную шестерню; 9 - диаметр отверстия под подшипник первичного вала коробки передач; 10 - поверхность шейки под ступицу шкива; 11 - поверхность шейки под шестерню коленчатого вала; 12 - резьба под болт крепления шкива; 13 - отверстия на фланце под болты крепления маховика; 14 - торец фланца коленчатого вала; 15 - поверхность шейки под шестерню коленчатого вала; 16 - длина вала от торца фланца до галтели шатунной шейки.

4. Способы устранения дефектов

Существует несколько технологий восстановления чугунных коленчатых валов[3].

Одним из часто применяемых способов восстановления работоспособности коленчатых валов является шлифование под ремонтные размеры. Преимущества этого способа в его технологической простоте. Из оборудования требуется наличие кругло шлифовального станка и типовой оснастки к нему. Но у этого способа имеется и ряд недостатков. Потеря взаимозаменяемости деталей, потребность в деталях (вкладыши) с ремонтными размерами, наличие складских площадей под них.

Следующий способ восстановления шеек коленчатых валов это вибродуговая наплавка в жидкости. При этом способе качество наплавленного металла зависит от многих факторов и резко ухудшается при изменении режимов наплавки и восстановления химического состава электродной проволоки. Поэтому даже при хорошо отлаженном процессе на шейках чугунных коленчатых валов часто встречаются поры и трещины. Количество пор увеличивается по глубине слоя, поэтому восстановленные чугунные коленчатые валы шлифуют лишь до третьего ремонтного размера, а затем выбраковывают. Усталостная прочность чугунных коленчатых валов, восстановленных вибродуговой наплавкой в жидкости, снижается на 35-40% [6]. Однако благодаря двукратному запасу прочности в эксплуатации наблюдается незначительное количество их поломок. Но применение этого способа наплавки для восстановления чугунных коленчатых валов двигателей грузовых автомобилей из-за значительного снижения усталостной прочности становиться не приемлемым.

Разновидностью предыдущего способа восстановления является вибродуговая наплавка в водокислородной среде [9]. При этом способе восстановления наплавленный металл имеет структуру троостита, переходящую в сорбитообразный перлит с твердостью слоя HRC 42-48. Такой металл по износостойкости уступает высокопрочному чугуну, тем не менее, коленчатые валы восстановленные этим способом, обеспечивают срок службы двигателей соответствующий пробегу автомобиля 50-60 тыс. км. Сведений об усталостной прочности чугунных коленчатых валов, восстановленных наплавкой в водокислородной среде, не имеется. В целом эксплуатационные свойства таких валов изучены не достаточно, но из-за низкой в сравнении с высокопрочным чугуном износостойкости наплавленного металла этот способ наплавки не может быть рекомендован к повсеместному использованию.

Еще одним способом наплавки является двухслойная наплавка проволокой Св-08 под легирующим слоем флюса. Этот способ наплавки разработан в НИИАТе [3]. Лучшие результаты из многочисленных вариантов двухслойной наплавки получаются при использовании малоуглеродистой проволоки Св-08 диаметром 1,6 мм и легирующего флюса АН-348А (2,5 части графита, 2 части феррохрома №6 и 0,25 частей жидкого стекла). Металл первого слоя имеет аустенитное строение и твердость HRC 35-38. Второй слой имеет мартенситное строение и твердость HRC 56-62 и содержит небольшое количество пор. Недостатком этого способа наплавки является образование большого количества трещин в наплавленном слое, вызывающих повышенный износ сопряженных вкладышей. Усталостная прочность чугунных коленчатых валов двигателей ЗМЗ 53-А, восстановленных двухслойной наплавкой под легирующим флюсом, снижается на 26- 28% т.е. меньше, чем при вибродуговой наплавке в жидкости. Наличие на поверхности шеек большого количества трещин не позволяет рекомендовать этот способ для широкого применения.

Способ двухслойной наплавки порошковой проволокой разработан в Казахском научно-исследовательском институте автомобильного транспорта в 1966 году [3]. Наплавленный металл второго слоя имеет структуру мартенсита и твердость HRC 56-60. Существенным недостатком этого способа наплавки является образование пор, раковин и трещин в наплавленном слое. Износостойкость наплавленных шеек находится на уровне не наплавленных. Усталостная прочность восстановленных чугунных коленчатых валов снижается на 44%. В связи с выше перечисленными недостатками этот способ восстановления чугунных коленчатых валов рекомендовать нельзя.

Существует способ наплавки в среде углекислого газа. Этот способ разработан в НИИАТе [3]. Шейки чугунных коленчатых валов наплавлялись проволокой разных марок, в том числе Нп-2Х13, ОВС, Св-12ГС, Нп-30ХГСА, Св-08 и другими. Во всех случаях структура наплавленного металла была неудовлетворительной, в слое имелись поры и трещины. Наименьшее количество дефектов на поверхности шеек получается при наплавке проволокой Нп-2Х13, наплавленный металл при этом имее т структуру аустенита с карбидной сеткой и неравномерную по длине твердость колеблющуюся от HRC 51-60. Износ шеек чугунных коленчатых валов, наплавленных в углекислом газе проволокой Нп-2Х13, был больше не наплавленных шеек. Усталостная прочность при этом способе снижается на 45-50%. Из-за указанных недостатков такую наплавку применять нецелесообразно.

Наиболее перспективным способом восстановления деталей нанесением износостойких металлопокрытий является плазменное напыление с использованием плазменной струи в качестве источника тепловой энергии и последующим оплавлением покрытия [10]. При этом в металле оплавленного покрытия доля основного металла минимальна. Покрытие обладает высокой износостойкостью, без пор и трещин. Процесс является высокопроизводительным. Недостатком этого способа является высокие начальные капиталовложения в оборудование. В нынешних условия при отсутствии оборотных средств у предприятий этот недостаток не позволяет рекомендовать способ к повсеместному использованию.

Лазерный способ восстановления [10] не может быть рекомендован к использованию на данном этапе в силу высокой стоимости оборудования и высокой требовательности к обслуживающему персоналу и культуре производства.

Одним из наиболее качественных способов восстановления деталей является наплавка под легирующим флюсом по оболочке [3]. Этот способ восстановления чугунных коленчатых валов разработан в НИИАТе и позволяет получить наплавленный металл без пор и трещин при более высокой, по сравнению с другими способами, усталостной прочности восстановленных чугунных коленчатых валов. Достоинством этого способа является отсутствие пор и трещин, высокие прочностные характеристики и простое, доступное по цене, оборудование.

Проанализировав вышеуказанное, приходим к следующему заключению, что наиболее приемлемым способом восстановления для нашего коленчатого вала является шлифование под категорийный ремонтный размер с последующим полированием до получения требуемой шероховатости.

Основанием для выбора данного способа восстановления послужили следующие показатели:

- вид основного материала изношенной детали: чугун высокопрочный ВЧ 50-2

НВ 196 - 203;

- вид поверхности восстановления: наружная цилиндрическая;

- минимально допустимый размер диаметра восстанавливаемой поверхности:

наружный 69мм;

- сопряжения и посадки восстанавливаемой поверхности: подвижные и не подвижные;

- виды нагрузки на восстанавливаемою поверхность: детали, работающие в условиях граничной смазки и больших нагрузок;

- виды нагрузок на восстанавливаемую поверхность: все виды нагрузок.

5. План восстановления поверхностей

Составленный план восстановления поверхностей детали занесен в таблицу 2.

Таблица 2 - План восстановления поверхностей

Номер и название поверхности	Содержание переходов	Точность размеров, квалитет	Шерохова-тость , мкм	Точность формы
4 Наружная цилиндриче-ская 60-0,013	Заготовка 1. Черновое шлифование 2. Чистовое шлифование	11 9 7	200 20 10	Овальность и конусность не более 0,01 мм
4 Наружная цилиндрическая 60-0,013	Полирование	5	1,25	----

6.Выбор технологических баз

Базирование - это выбор расположения детали относительно систем координат станка, режущего инструмента или определенных поверхностей. Различают основную и вспомогательные базы

Вспомогательные базы подразделяются на технологическую и измерительную.

Основная или конструкторская база - это совокупность поверхностей, используемых для определения положения детали в изделии. Она задается на рабочем чертеже детали конструктором.

Технологическая база - это совокупность поверхностей, используемых при изготовлении или ремонте детали. С помощью этих поверхностей производится ориентация заготовки относительно систем координат станка и режущего инструмента.

Измерительная база - это совокупность поверхностей, используемых при измерении.

Выбранные базы приведены в таблице 3

Таблица 3 - Технологические базы для обработки детали

Тип базы	Поверхность базы	Главный размер базы	Виды обработки с использованием данной базы
Установочная	В передней части - фаска у отверстия под храповик, в задней части - фаска у отверстия под подшипник направляющего конца ведущего вала коробки передач.	815,5 мм	Круглое шлифование, полирование, центровка
Установочная	Крайние коренные шейки	536 мм	Правка

7. Выбор технологического оборудования

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.

Для проверки и правки используется универсальное приспособление. Изгиб правится на ручном или гидравлическом прессе до устранения дефекта. Для контроля используют станок для определения радиального биения.

Для шлифования шеек используют кругло шлифовальные станки 3А432 с шлифовальными кругами 54С46СМ28К. Размеры контролируются микрометром с ценой деления 10 мкм.

8. Выбор технологической оснастки

Описание применяемых приспособлений для всех операций процесса восстановления приведено в таблице 4.

вал восстановление чугунный приспособление

Таблица 4 - Описание выбранных приспособлений

Номер и наименование операции	Название приспособления	ГОСТ или ТУ на приспособление	Геометрические характеристики приспособления
1	2	3	4
005 Слесарная	Тиски Ключ шестигранный	ГОСТ 4045-75 ---	Ширина губок 100мм, длина хода подвижной губки 140мм 14 мм
010 Правка	Приспособление для правки	---	---
015 Токарная	Патрон 3-х кулачковый Люнет	ГОСТ 1654-86 ГОСТ 21190-75	Диаметр наружный D= 160мм Размер корпуса B=27мм

9. Выбор режущих инструментов

Таблица 5 - Описание выбранного режущего инструмента

Номер и наименование операции	Название режущего инструмента	ГОСТ или ТУ на режущий инструмент	Геометрические характеристики материала режущей части
1	2	3	4
015 Токарная	Резец ВК8 токарный проходной упорный	ГОСТ 18879-73	Размер державки hxbxl - 25x16x140 Радиус при вершине 1,5 мм, угол в плане 90
020 Шлифовальная	Круг шлифовальный 54С46СМ28К	ГОСТ 2424-83	900х20х305
0 25 Полировальная	Алмазная паста Ам 40/28 НВ	ГОСТ 25593-83Е	---

10. Выбор измерительных инструментов

Для контроля диаметра коренных шеек на шлифовальной операции используется микрометр МК 50-75 ГОСТ 6507-78, цена деления 0,01 мм. Для

контроля биения коренных шеек используется индикатор часового типа ИЧ02 кл. 0 ГОСТ 577-68, диапазон измерений 0-2 мм.

11. Технологический маршрут восстановления детали

Технологический маршрут восстановления коренных шеек коленчатого вала двигателя ЗМЗ-53 представлен в таблице 6.

Таблица 6 - Технологический маршрут восстановления коленчатого вала

№ Перехода	Наименование операции, перехода	Оборудование, инструмент
1	2	3
1 Мойка
	Промыть коленчатый вал в горячем растворе каустической соды	Моечная машина
2 Слесарная
1 2 3 4 5	Установить коленчатый вал в тиски Отвернуть пробки грязеуловителей Снять и перевернуть коленчатый вал Повторить переход 2 для остальных шатунных шеек Снять деталь	Верстак слесарный, тиски, ключи
3 Очистка грязеуловителей
1 2 3 4 5 6 7 8	Установить коленчатый вал в тиски Выбить грязь из двух грязеуловителей Перевернуть коленчатый вал Выбить грязь из двух оставшихся грязеуловителей Снять деталь Поставить коленчатый вал на установку для промывки грязеуловителей Промыть грязеуловители Снять деталь	Верстак слесарный тиски, ключи Металлический ерш
4 Мойка
1	Промыть коленчатый вал в горячем растворе каустической соды	Моечная машина
5 Контроль
1 2 3	Установить коленчатый вал первой и пятой коренными шейками на призмы Проверить биение третьей коренной шейки и при биении более 0,2 мм красить красной краской; такой вал подлежит правке на прессе Снять деталь	Контрольная плита Призмы, индикатор, краска, кисть
6 Правка
1 2 3 4	Установить вал в электропечь и нагреть до 400 °С Вынуть вал из печи и установить вал первой и пятой коренными шейками на призмы пресса Проверить биение третьей коренной шейки и выправить вал до биения не превышающего 0,2 мм Снять деталь	Электропечь Призмы, индикатор Пресс
7 Центровка
1 2 3 4	Установить вал фланцем в патрон, а шейку под шестерню в люнет Выставить вал, обеспечив биение третьей коренной шейки не более 0,2 мм Проверить резцом центровую фаску под углом 30 на глубину 3 мм Снять деталь	Токарный станок, патрон 3-х кулачковый Люнет, индикатор Резец ВК 8
8 Шлифование коренных шеек
1 2	Установить коленчатый вал в центра кругло-шлифовального станка Шлифовать коренные шейки до диаметра	Кругло-шлифовальный станок, центра,

12. Расчет межоперационных припусков и межпереходных размеров на механическую обработку и восстановительные операции

Минимальный припуск по видам обработки [8]:

шлифование черновое 100 мкм;

шлифование чистовое 50 мкм;

полирование 5 мкм.

Минимально допустимый размер после полной обработки:

(3)

где - минимальный размер по рабочему чертежу;

- максимальный размер по рабочему чертежу;

- допуск на размер по чертежу.

= 59,50 - 0,03 = 59,47 мм.

Минимальный расчетный размер после чистового шлифования:

(4)

где - минимальный припуск на чистовое шлифование[2].

= 59,47 + 0,05 = 59,52 мм.

Максимальный принятый (округленный) размер после чистового шлифования

(5)

где - допуск на чистовое шлифование, по 7 квалитету точности[7].

= 59,52+0,03=59,55 мм.

округляем в большую сторону до = 59, 6 мм.

Минимальный принятый размер после чистового шлифования:

(6)

Минимальный расчетный размер после чернового шлифования:

(7)

где - минимальный припуск на чистовое шлифование[2].

=59,57+ 0,05=59,62 мм.

Максимальный полученный припуск на полирование:

(8)

= 59,6 - 59,5 = 0,1 мм = 100 мкм.

Минимальный полученный припуск на полирование:

(9)

= 59,57- 59,47 = 0,1 мм = 100 мкм.

Максимальный принятый (округленный) размер после чернового шлифования

(10)

где - допуск на черновое шлифование, по 9 квалитету точности[7].

= 59,62 + 0,074 = 59,694 мм,

округляем в большую сторону до = 59,7 мм.

Минимальный принятый размер после чернового шлифования:

(11)

= 59,7 - 0,074 = 59, 826 мм.

Максимальный полученный припуск на чистовое шлифование:

(12)

= 59,7 - 59,6 = 0,1 мм =100 мкм.

Минимальный полученный припуск на чистовое шлифование:

(13)

= 59,626 - 59,57 = 0,056 мм = 56 мкм.

Максимальный полученный припуск на черновое шлифование:

(14)

59,9 - 59,7 = 0,2 мм = 200мкм.

Минимальный полученный припуск на черновое шлифование:

(15)

= 59,9 - 59,626 = 0,274 мм =274 мкм.

Полученные расчетные данные занесены в соответствующие графы таблицы 7.

Таблица 7 - Карта расчета межпереходных размеров и припусков

Элементар-ная поверх-ность детали и план обра-ботки	Мини-мальный припуск, мкм	Расчет-ный миним. размер, , мм	Допуск на изготов-ление , мкм	Принятые округленные размеры по переходам, мм	Полученные предельные припуски мкм
1. Заготовка	-	59,9	-	59,9	59,9	-	-
2. Шлифование черновое	100	59,62	74	59,7	59,626	200	274

13. Расчет режимов резания механической обработки и восстановления поверхностей деталей

Черновое шлифование коренных шеек:

требуемый диаметр: 59,62-0,2 мм;

диаметр шлифуемой детали: 59,9 мм;

используется кругло - шлифовальный станок 3А432.

длина обрабатываемой шейки: Lш - 30,5 мм;

количество шеек - 5.

выбран шлифовальный круг - 54С46СМ28К.

диаметр круга Dк - 900 мм;

ширина круга Вк - 20 мм.

Определяем глубину шлифования по формуле:

(16)

t=

Рассчитываем скорость шлифовального круга по формуле[20]:

(17)

где D - диаметр круга;

- число оборотов круга по станку, принято по паспортным данным станка,

=1200 об/мин.

м/сек(18)

Исходя из скорости шлифовального круга принимаем скорость вращения детали м/мин [20].

Расчетная частота вращения детали:

(19)

= 186 об/мин.

Частота вращения детали

186 об/мин.

об/мин находится в пределах паспортных данных станка.

Скорость перемещения стола:

(20)

где Sпр - перемещение обрабатываемой детали вдоль ее оси за один оборот;

,(21)

где Вк - ширина шлифовального круга, мм;

- расчетный коэффициент шлифования. Для предварительной обработки = 0,35 [18 табл. 34].

мм/об;

= = 1,30 мм/мин;

Полученное значение Vc = 1,11 мм/мин находится в пределах скоростей перемещения стола, указанных в паспортных данных выбранного станка.

Тангенциальная сила резания:

(22)

где значения взяты из [18 табл. 39].

Н.

Эффективная мощность, кВт, на вращение шлифовального круга определяется по формуле:

(23)

кВт

Потребная мощность на вращение шлифовального круга:

(24)

где - кпд шлифовального станка по его паспортным данным.

кВт.

Результаты расчетов режимов резания оформлены в таблице 7.

Таблица 7 - Режимы резания

Содержание операции (перехода)	t, мм	Sпр, мм/об	, м/мин	, об/мин	кВт
020 Шлифовальная Шлифовать поверхность начерно	0,28	7	35	186	11 0,2

Заключение

На основании полученного задания на курсовую работу, разработан технологический процесс восстановления коренных шеек коленчатого вала двигателя автомобиля ГАЗ-53. Анализ способов восстановления показал, что применение метода восстановления поверхностей шлифованием под ремонтные размеры имеет преимущество перед другими способами восстановления:

уменьшение времени на восстановление детали;

повышение срока службы дорогостоящих деталей;

уменьшение стоимости восстановления.

Определен маршрут обработки, разработаны операции, проведен расчет режимов обработки и выбрано необходимое техническое оборудование.

Разработаны чертеж двигателя ЗМЗ-53 в продольном разрезе, рабочий чертеж вала, ремонтный чертеж вала, схема наладки.

В результате выполнения курсовой работы закреплены теоретические знания по «Основам технологии производства», приобретены навыки определения рационального маршрута восстановления и расчета операций механической обработки.

Библиографический список

Андерс А.А. и др. Проектирование заводов и механосборочных цехов в автотракторной промышленности: Учеб, пособие для студентов механических специальностей ВТУЗов. - М.: Машиностроение, 1982. - 272 с.

Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х томах. Под ред. Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1985. - 1152 с.

Кован В.М., Корсаков В.С. и др. Основы технологии машиностроения. - М.: Машиностроение, 1965.

Кукина Р.А. Методические указания к лабораторным работам по технологии конструкционных материалов для студентов спец.0501. Литейное производство. - Иваново, ИЭИ, 1984. - 46 с.

Блинов В.Б. Методическое пособие по расчету припусков на обработку. 1 часть. Поковки стальные штампованные. - Иваново, ИГЭУ, 1994. - 29 с.

Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: В 3-х томах.7-е изд., перераб. И доп. - М.:Машиностроение,1992.

Мяхков В.Д. Допуски и посадки. Справочник. - М.: Высшая школа, 1984

Обработка металлов резанием. Справочник технолога / А.А. Панов, В. Аникин, Н.Г. Бойм и др. Под общ. ред. А.А. Панова. - М.: Машиностроение, 1988. - 736 с.

Размерный анализ технологических процессов / В.В. Матвеев, М.М. Тверской, Ф.В. Бойков и др. - М.: Машиностроение, 1982. - 264 с.

Металлорежущие станки с числовым программным управлением. Каталог. - МлВНИИТЭМР, 1987. - 119 с.

Курсовое проектирование по технологии машиностроения / А.Ф. Чеботарев, В.А. Шкаред и др. - Минск: Высшая школа, 1975. - 288 с.

Горошкин А.К. Приспособления для металлорежущих станков. Справочник. - М.: Машиностроение, 1965.

Размещено на Allbest.ru