Материал: Курсовое проектирование по технологии машиностроения, производству и ремонту пт и сдм. Шамаев И.А

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 курсовых 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

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
Корпусные Валы Пальцы Валы коленчатые	0,150,17 0,3 0,4 0,70,8 0,20,3
Продолжение табл.4.1
1	2
Толкатели Крестовины Шатуны Оси Катки Направляющие, ведущие колеса Оси коленчатые	0,60,7 0,70,8 0,20,3 0,3 0,4 0,50,6 0,50,6 0,50,6

Для основной массы деталей размер партии

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 возможность 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 ремонтной заготовки можно разбить на несколько групп.

Прецизионные пары (плунжерные, золотниковые и др.), изготавливаемые, в основном, 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 получают ручной дуговой методом отжигающих валиков или ацетиленово-кислородной сваркой, заделкой трещин и пробоин мастиками на основе эпоксидных смол.

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

где K_i, K_в, К_с - соответственно коэффициенты износостойкости, выносливости

и сцепляемости покрытий (см.табл.4.2);

К_п - поправочный коэффициент, характеризующий условия эксплуатации

(К_п=0,8-0,9).

Рациональным по этому критерию будет способ, у которого значение К_д будет наибольшим.

Окончательное решение выбора способа получения ремонтной заготовки определяют по технико-экономическому критерию, учитывающему связь долговечности восстановленной детали с ее себестоимостью:

,

где С_в - стоимость восстановления 1 см² 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 границы 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.

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. Поэтому-то 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 поверхности, которые служили установочными базами при изготовлении детали. Все это усложняет обработку ремонтной заготовки и при разработке технологических процессов 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 процесса. При восстановлении базовых поверхностей в качестве установочных выбираются 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.

Таблица 4.2

Характеристика способов получения ремонтной заготовки

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 отдельные 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 несоблюдении 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 требованиями 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 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: