Разработка технологического процесса восстановления ведущей конической шестерни главной передачи автомобиля ГАЗ-53 - файл

а) удаление с поверхности тончайшей пленки окислов,

б) протравливание поверхностного слоя для проявления кристаллической структуры металла,

в) пассивирование поверхности, т.е. нанесение тончайшей пассивной  пленки, защищающей поверхность, подлежащую покрытию от непосредственного соприкосновения с электролитом.

Анодную обработку рекомендуется  вести в электролите состава: 30-процентном H₂SO₄, FeSO₄*7H₂O 10-25 гр/л., плотность электролита 1,23.

Деталь завешивается на анод и обрабатывается в электролите  при плотности тока 10-70 A/дм² (в зависимости от материала детали) и комнатной температуры. Катодом при этом служат пластины свинца или нержавеющей стали;

9. промывка деталей  холодной водой. Детали весом  3-5 кг и более рекомендуется  промывать горячей водой при  80-90⁰ С. Целью промывки является удаление остатков кислоты из всех углублений и полостей деталей при длительности прогрева от 10 сек. до 5 мин; 
10. завешивание деталей, осталивание и выдержка детали без включения тока в течение 30 секунд для разрушения пассивной пленки. Для деталей, подвергающихся промывки горячей водой, операция выдержки без тока не проводится; 
11. осталивание деталей;

Для уменьшения загрязнения  электролита шлаком помещать аноды  в чехлы из кислотной стеклянной ткани.

Верхние конца деталей  должны быть ниже уровня электролита на 5-10 см. Для получения высококачественных осадков электролит необходимо подвергать филотрации. При работе в одну смену и средних режимах процессах периодичность равна 5-7 дней.

12. после осталивания  проводится промывка деталей  горячей водой при 80-90⁰ С;

13. нейтрализация в  10-процентном растворе каустической  соды при 80-90⁰ С и выдержке 30 минут;

14. промывка горячей  водой;

15. демонтаж деталей  с подвеской и удаление изоляции;

16. контроль качества покрытия;

17. механическая обработка - шлифование деталей под требуемый размер электрокорундовым камнем НА зернистость 46-60 мкм, при обильном охлаждении. Покрытие должно быть гладким, без большого количества бугров, дентридов, разрывов, шелушения и других видов дефектов;

Чтобы восстановить рабочую поверхность зубьев необходимо установить ДРД. Дополнительные ремонтные детали обычно изготавливают из того же материала, что и восстанавливаемая деталь. Рабочая поверхность ДРД должна соответствовать свойствам восстанавливаемой поверхности детали. Для этого ДРД подвергают термической обработке.

Для определения последовательности выполнения технологических операций с раскрытием их содержания необходимо руководствуются следующими положениями:

• последовательность выполнения операций должна исключать повторное поступление деталей на посты устранения дефектов;
• в первую очередь устраняются дефекты поверхностей, которые являются базовыми при дальнейшей обработке детали;
• затем выполняются подготовительные, восстановительные операции, черновая обработка, термическая обработка;
• гальванические операции назначаются предпоследними и последними - отделочные;
• однотипные операции, выполняемые при устранении различных дефектов, объединяются в одну операцию, однако необходимо учитывать, что при серийном производстве используются специальные приспособления, поэтому переустановка детали на них не всегда возможна;
• совмещение черновой и чистовой обработки в одной операции и на одном и том же оборудовании нежелательно;

 
Последовательность операций технологического процесса восстановления шестерни можно представить в виде таблицы 2. 
 
Таблица 2 – Технологический процесс восстановления

Технологический процесс восстановления Наименование детали: ведущая коническая шестерня главной передачи Материал детали: I 236-1701132 – сталь 15ХГНТА II 236-1701166 – СТАЛЬ 45 Твердость рабочих поверхностей: I HRC 58-62 II HRC 56-62 Суммарное время восстановления:150,4 мин.
Наимено-вание дефектов	Номер опера-  ции	Наименование и содержание операции	Оборудование  (тип,модель)	Тех.оснастка	Режущий и измер. инстру-    мент	Проф    и    разряд		Тш,    мин
1. Износ шлицев по толщине     1,5.´2. Срыв или износ резьбы М24    3. Износ передней и задней шейки вала под роликовый подшипник передней опоры и под роликовый подшипник задней опоры.	005	Токарная.    21 мм по всей длинне.ÆПроточить резьбовой конец вала,	Станок токарно-винторезный    16К20.	Патрон 3-х кулачковый  ГОСТ 2675-80  Штангенциркуль   ШЦ 1-125 ГОСТ 166-80	Проходной резец, Т16К6    ГОСТ 18879-95	Токарь    2		0,46
	010	Наплавочная.    Зачистить шлицы до металлического блеска.    h=0,2 мм.DЗаплавить шлицевые впадины с превышением над основной поверхностью     0,5 мм.±27ÆНаплавить резьбовую шейку вала,	Переоборудованный токарный станок с  пониженной частотой вращения шпинделя	Головка для вибродуговой наплавки под слоем флюса     А-580М     Выпрямитель ВС-300	Порошковая проволока ПП-АН-122.    Штангенциркуль ШЦ 1-125    ГОСТ 166-80	Сварщик    4		7,52
	015	Токарная.    0,2 мм±35,8ÆПроточить шлицевую поверхность,     0,2±24ÆПроточить резьбовой конец вала,     1,5´Нарезать резьбу М24	Станок токарно-винторезный.	Патрон 3-х кулачковый    ГОСТ 2675-80	Проходной резец, Т16К6.    ГОСТ 18879-95    Резьбовой резец    ГОСТ 18869-96.    Микрометр.    ГОСТ 6507-78	Токарь    3		1,91
	020	Шлице фрезерная.    Фрезеровать шлицы.	Станок шлицефрезерный 5350	Оправка   ГОСТ 16212-70  Центра  ГОСТ 13212-79	Фреза червячная одназахадная.    Калибр-кольцо на размер 6,05 мм	Фрезеровщик     4		13,58
	025	Шлифовальная.    Шлифовать шейки вала под подшипники до удаления следов износа и восстановления 0,05 мм.±0,05 ; 24,8±0,05 ; 44,8± : 39,7Æгеометрической формы,	Станок кругло шлифовальный    36151	Центра    ГОСТ 13212-79.	Круг 24А 25Н СМ2 4К1     Скоба 39,7 мм ,    44,8 мм, 24,8 мм    ГОСТ 18355-73	Шлифовщик     4		1,14
	030	Гальваническая.    0,02 мм.±0,02 ; 25,18±0,02 ; 45,15± : 40,15ÆОсталивать шейки под подшипники,	Установка для вневанного железнения на ассиметричном токе	Устройство анодное.    Подвеска специальная.    Загрузочное устройство.    Таль,Q=0,25 т.	Электролит    FeCi2 200…220;     HCl 1,5 ;    H2SO4 1 ;    KCl 5…15 г/л	Гальваник    4		26,42
	035	Термообработка.    Нагреть шлицевую поверхность ТВЧ.	Установка ТВЧ	Индуктор ПЦ-135    Центра ГОСТ 13212-79	Твердомер Роквелла    20…70 HRC    ГОСТ 23677-79	Термист    3		5,70
	040	Шлифовальная.    :ÆШлифовать шейки вала в номинальные размеры,     40 мм ;45 мм ; 25 мм    Ra 0,63 мкм.	Станок кругло шлифовальный    36151	Центра    ГОСТ 13214-79	Круг ЭК36-60 СМ1    Скоба индикаторная     СИ 0-65    ГОСТ 11098-75    Образец шероховатости     Ra 0,63     ГОСТ 9378-75	Шлифовщик    4		1,40
	045	Шлицешлифовальная.    Шлифовать шлицы в размер по калибру 6 мм.    Ra 0,16 мкм	Станок шлице шлифовальный 3451	Устройство делительное	Круг 24А25Н СМ2 4К1    ГОСТ 2424-83    Калибр-кольца 5,995 мм.    Образец шероховатости    Ra 0,16    ГОСТ 9378-75	Шлифовщик    4		1,95
	050	Контрольная	Стол контролёра.	Подставка.	Калибр-кольца Скоба индикаторная     СИ 0-65    ГОСТ 11098-75	Контролёр    4		1,60

 
 
1.3 Расчет режимов выполнения технологических операций и определение технических норм времени на их выполнение

Технической нормой времени  называется регламентированное время  выполнения технологической операции в определенных организационно-технических условиях одним или несколькими исполнителями соответствующей квалификации.

Штучное время определяется по следующей формуле: 
 
Тшт=То+Тд,

где То - оперативное время,мин.

Тд – дополнительное время на личные потребности(в % от оперативного), мин.

Оперативное время определяется по формуле:

То=Тм+Твсп. 
 
Операция 005 – Токарная.

Машинное время :

Тм=К*D*L 
где : K-коэфициент обтачивания

S-подача, S=0,25 мм/об

V-скорость вращения детали, V=105 м/мин

D-диаметр, D=24 мм

L-длинна обтачиваемой поверхности, L=30 мм 
 
Тм=0,00012*24*30=0,1 мин 
Тшт=Тм+Твп=0,2+0,36=0,46 мин 
Операция 010 – Наплавочная.

Зачистить шлицы до металического блеска :

Тшт=2,47 мин [ 7 ]

Наплавить шлицы : 
 
где: I-число слоёв наплавленного металла, I=3 
Z-количество шлицевых впадин, Z=10

tв1- время на снятие и установку детали, tв1=0,15 мин

tв2-время на очистку 1 м, tв2=0,7 мин 

Наплавить резьбовой конец вала : 
 
Тшт=3,9+3,4+0,22=7,52 мин 
Операция 015 – Токарная.

Проточить наплавленные поверхности :

К=0,00012

Тшт1=0,00012*36*105=0,45 мин

Тшт2=0,00012*27*35=0,11 мин

Нарезать резьбу : 
К=0,0003

Тшт3=0,00032*24*35=0,27 мин

Тшт=Тшт1+Тшт2+Тшт3+Твп=0,45+0,11+0,27+0,36*3=1,91 мин. 
 
Операция 020 – Шлицефрезерная.

Тшт=t0+tв1+tв2

К=0,009

tв1=0,26 мин

tв2-время подвода фрезы, tв2=1,02 мин 
t0=К*L*Z=0,009*105*13=12,3 мин 
Тшт=12,3+0,26+1,02=13,58 мин 
 
Операция 025 – Шлифовальная.

Шлифовать шейки вала под подшипники : 
 

где:h-глубина шлифования, h=0,1

f-коэфициент учитывающий условия обработки, шлифование

предварительное, f=1,25

Vd-линейная скорость  вращения детали, Vd=25 м/мин

S=0,02 мм/об

tв-суммарное вспомогательное время  на установку и снятие детали,å

перемещение шлифовального  круга, контроль размеров 
tв=0,37+0,11*3+0,27=0,97 минå 
 
 
 
 
 
 
Аналогично для операции 040 : 
 
Dср=37 мм ; S=0,017 мм ; f=1,5 ; Vд=35 ; h=0,15 
 
 
 
. 
^ Операция 030 – Гальваническая. 
 
Производится восстановление посадочных поверхностей вневанным осталиванием. 
 
Основное время на процесс осталивания : 
 
, мин 
где:h-толщина слоя, h=0,25 мм 
 
p-плотность осажденного металла, p=7,8 г/  
 
Dk-катодная плотность тока, Dk=50 А/  
 
c-электролитический эквивалент, с=1,042 
 
=85…95 %h-выход металла по току, h 
.  
Операция 035 – Термическая. 
 
При операции термообработки принимается норма времени 5,7 мин. 
 
^ Операция 045 – Шлицешлифовальная. 
 
 
 
где: а-коэфициент учитывающий время обратного хода, а=1,35 
 
t=1,29 минå 
 
L=105 мм 
 
V=6,5 м/мин 
 
t=0,015 мм/дв.ход 
h=0,035 
 
Z=13 
 
^ Операция 050 – Контрольная. 
 
Т_шт=1,6 мин  
 
 
Значение технических норм времени для всех операций внесены в таблицу3. 
 
Таблица 3 – Значения технических норм времени для операций

Наименование операций	Техническая норма  времени Тшт, мин
005 Токарная	0,46
010 Наплавочная	7,52
015 Токарная	1,91
020 Шлицефрезерная	13,58
025 Шлифовальная	1,14
030 Гальваническая	26,42
035 Термическая	5,70
040 Шлифовальная	1,40
045 Шлицешлифовальная	1,95
050 Контрольная	1,60
Итого:	61,68

 
2 Организация рабочего  места для технического обеспечения технологического процесса 
 
^ 2.1 Подбор оборудования, режущего и измерительного инструмента, технологической оснастки 
 
Выбор оборудования, осуществляют с учетом обеспечения оптимальной производительности при условии обеспечения требуемого качества восстановления деталей. В соответствии с необходимым оборудованием по каждой операции технологического процесса осуществляется подбор технологической оснастки, режущего и измерительного инструмента. 
 
^ Операция 005 – Токарная. 
 
Данная операция предназначена для срезания резьбы с резьбового конца вала.  
 
Оборудование: Станок токарно-винторезный 16К20 
 
Режущий и измерительный инструмент: Проходной резец Т16К6 
 
ГОСТ 18879-95, штангенциркуль ШЦ 1-125 ГОСТ 166-80 
 
^ Операция 010 – Наплавочная. 
 
Данная операция предназначена для заплавки шлицевых впадин и наплавки резьбовой шейки. 
 
Оборудование: Переоборудованный токарный станок с пониженной частотой вращения 
 
Режущий и измерительный инструмент: Порошковая проволока ПП-АН-122, штангенциркуль ШЦ 1-125 ГОСТ 166-80. 
 
^ Операция 015 – Токарная. 
 
Данная операция предназначена для проточки шлицевой поверхности и резьбового конца вала до нужного диаметра. 
 
Оборудование: Станок токарно-винторезный 16К20 
 
Режущий и измерительный инструмент: Проходной резец Т16К6 ГОСТ 18879-95, Резьбовой резец ГОСТ 18869-96, Микрометр ГОСТ 6507-78 
 
^ Операция 020 – Шлицефрезерная. 
 
Данная операция предназначена для фрезеровки шлицев. 
 
Оборудование: Станок шлицефрезерный 5350 
 
Режущий и измерительный инструмент: Фреза червячная однозаходная 
 
^ Операция 025 – Шлифовальная. 
 
Данная операция предназначена для шлифовки шейки вала под подшипники до удаления следов износа и восстановления геометрической формы 
 
Оборудование: Станок круглошлифовальный 36155 
 
Режущий и измерительный инструмент: Круг 24А 25Н СМ2 4К1, Скоба 39,7 мм, 44,8 мм, 24,8 мм ГОСТ 18355-73 
 
^ Операция 030 – Гальваническая. 
 
Данная операция предназначена для вневанного осталивания шеек под подшипники. 
 
Оборудование: Установка для вневанного железнения на ассиметричном токе 
 
Режущий и измерительный инструмент: Электролит FeCi 200...220;HCl 1,5;H₂SO₄ 1;KCl 5...15 г/л 
 
^ Операция 035 – Термическая. 
 
Данная операция предназначена для закалки шеек под подшипники до определенной твердости. 
 
Оборудование: Установка ТВЧ 
 
Режущий и измерительный инструмент: Твердомер Роквелла 20…70 HRC ГОСТ 23677-79 
 
^ Операция 040 – Шлифовальная. 
 
Данная операция предназначена для шлифовки шейки вала под подшипники до номинального размера. 
 
Оборудование: Станок круглошлифовальный 36155 
 
Режущий и измерительный инструмент: Круг ЭК36-60 СМ1, Скоба индикаторная СИ 0-65 ГОСТ 11098-75, Образец шероховатости Ra 0,63 ГОСТ 9378-75 
 
^ Операция 045 – Шлицешлифовальная. 
 
Данная операция предназначена для шлифования шлицев до номинального размера. 
 
Оборудование: Станок круглошлифовальный 36155 
 
Режущий и измерительный инструмент: Круг 24А25Н СМ2 4К1 ГОСТ 2424-83, Калибр-кольца 5,995 мм, Образец шероховатости Ra 0,16 ГОСТ 9378-75 
 
^ Операция 050 – Контрольная. 
 
Данная операция предназначена для контроля толщины шлицев, диаметров шеек под подшипники. 
 
Оборудование: Стол контролера 
 
Измерительный инструмент: Калибр-кольца 5,995 мм, Скоба индикаторная СИ 0-65 ГОСТ 11098-75. 
^ 2.2 Определение программы восстановления деталей 
 
Производственная программа по восстановлению деталей определяется, исходя из анализа разработанного технологического процесса. Для этого необходимо определить минимальную норму времени на выполнение основной операции.  
 
Ф_д.о – действительный годовой фонд времени работы оборудования.. 
 
Фонд времени Ф_д.о – это время в часах, в течение которого оборудование может работать при заданном режиме работы с учетом простоев в профилактическом обслуживании и ремонте: 
 
, где d - количество выходных дней в году (d = 52);  
 
d - количество праздничных дней в году (d = 8); 
 
t - средняя продолжительность рабочей смены, ч; 
 
t - сокращение длительности смены в предпраздничные дни, ч ( ); 
 
n - количество праздников в году (n = 10); 
 
у - количество смен работы; 
 
- коэффициент использования оборудования (0,95 - 0,98). 
 
Фд.о.=  
 
Рассчитанный фонд времени служит основанием для определения количества оборудования. 
 
Количество металлорежущих станков, стендов, установок и другого оборудования определяется по формуле 
 
,  
 
где Xi - количество оборудования i-го наименования, шт; 
 
- норма времени на выполнение i - ой операции, мин; 
 
- нормативный коэффициент загрузки оборудования (для серийного производства = 0,75...0,85). 
 
1. Станок шлицефрезерный 5350 
 
 
 
Примем два шлицефрезерных станка. 
 
3. Станок круглошлифовальный 36155 
 
 
 
Примем один круглошлифовальный станок. 
 
4. Установка ТВЧ. 
 
 
 
Принимаем одну установку. 
Также для выполнения работ необходима установка для вневанного осталивания. Для выполнения контрольной операции необходим стол контролера. 
 
Результаты расчета представляются в виде таблицы 4. 
 
Таблица4 – Количество оборудования по операциям технологического 
 
процесса

№ о    пераций	Наимено-вание операции	Штучное время  ,    мин	Наименование оборудования (тип, модель)	Режим работы, смен	Количество    оборудования, ед		Коэффициент загрузки оборудования	Примечание
				Фонд времени, ч	Расчетное	Принятое
005	Токарная.	0,46	Станок токарновинторезный 16К20		0,07	0	0,8
010	Наплавочная.	7,52	Переоборудованный токарный станок с  пониженной частотой вращения		1,06	1	0,8
015	Токарная	1,91	Станок токарновинторезный 16К20		0,27	1	0,8
020	Шлице фрезерная.	13,58	Станок шлицефрезерный 5350		1,90	2	0,8
025	Шлифовальная	1,14	Станок руглошлифовальный 36155		0,16	0	0,8
030	Гальваническая	26,42	Установка для вневанного железнения на ассиметричном токе		3,70	4	0,8
035	Термообработка	5,70	Установка ТВЧ		0,80	1	0,8
040	Шлифовальная	1,40	Станок руглошлифовальный 36155		0,19	1	0,8
045	Шлицешлифовальная	1,95	Станок руглошлифовальный 36155		0,27	1	0,8