Разработка технологического процесса детали

Подготовку баз выполняют на токарно-винторезном станке 1М63. Для  этого маховик устанавливают на оправку, базируя по торцу и поверхности под подшипник. Затем маховик протачивают поверху на длину 20 мм и подрезают торец «как чисто». Полученные поверхности используют в качестве баз. Кроме этого, при наличии дефектов обрабатывают поверхность трения.

Изношенные резьбовые отверстия  рассверливают и нарезают резьбу для последующей установки резьбовых спиральных вставок.

Устранение более сложных дефектов, таких, как износ поверхности  под венец, износ отверстия под  подшипник и фланец коленчатого  вала, износ отверстия под установочные штифты и болты крепления, требуют  знания специальных технологических  приемов, соблюдения требований к качеству материала, точности обработки и других технических условий для детали и сборочной единицы в целом.

Восстановление отверстий под  установочные штифты и болты крепления. На ремонтных предприятиях эти дефекты  устраняют различными способами: обработкой изношенных поверхностей отверстий до ремонтных размеров, заменой части детали путем установки стального фланца.

Способ установки ремонтных  штифтов при устранении дефектов получил некоторое распространение при ремонте маховика двигателя Д-50 и его модификаций. Один из недостатков этого способа — необходимость изготовления специальных болтов и установочных штифтов. Необходимо отметить, что этот способ может быть применен только при отсутствии трещин в перемычках, распространяющихся от отверстий под болты и установочные штифты к отверстию под подшипник. При наличии трещин маховики, как правило, выбраковывают, что приводит к значительному снйжению коэффициента восстановления деталей. Таким образом, способ установки ремонтных штифтов при устранении дефектов отверстий в маховиках имеет ограниченное применение.

Вторым способом восстанавливают  маховики двигателей, конструкция которых  допускает их применение. При этом для изготовления фланца используют стальную заготовку из стали 45 диаметром 210 мм, высотой 33 мм, массой 8,9-кг.

Недостаток способа восстановления маховиков заменой части детали — высокая трудоемкость и большой расход металла на изготовление фланца.

Исследования показали, что недостатки этих способов устраняются, если восстановление отверстий производить установкой чугунных пробок в предварительно подготовленные для них отверстия с последующей приваркой. Последующую обработку отверстий в пробках производят осевым инструментом до нормальных размеров.

Обработку отверстий под чугунные пробки производят зенкеро-ванием. Диаметр зенкера выбирают на 2...3 мм больше восстанавливаемого отверстия. Сопряжение отверстие — пробка выполняют в системе отверстия по третьему классу точности и скользящей посадке.

Разделку кромок производят путем  проточки прямых выточек по концам пробки. В качестве сварочного материала применяют проволоку ПАНЧ-11 диаметром 1,2 мм, обеспечивающую высокую прочность сцепления шва со свариваемыми материалами. Сварку выполняют с помощью полуавтомата ПДПГ-500. При этом в качестве источника питания используют сварочный выпрямитель ВС-300.

Сварку начинают у перемычки  и ведут короткими участками  в три-четыре приема при напряжении 18... 20 В и силе тока 90... 100 А.

Каждый последующий участок  шва накладывают после охлаждения предыдущего. Необходимость такого порядка сварки обусловлена стремлением снизить концентрацию тепла в околошовной зоне (особенно у перемычек) и избежать значительных структурных изменений в материале детали. Что касается структурных изменений в непосредственной близости околошовной зоны, то они, как правило, не происходят из-за высокой графитизирую-щей способности сварочного материала.

Для снижения внутренних растягивающих  напряжений, возникающих в шве  после охлаждения, его проковывают. Проковку проводят до исчезновения характерного рисунка, приобретаемого швом после сварки.

После обварки выступающие сварочные швы обрабатывают резцом, оснащенным пластинкой из твердого сплава ВК8. Режим обработки: скорость резания — 20 м/мин; подача — 0,2 мм/об; глубина резания — 1 мм. При этом закрытый торец обрабатывают специальным резцом.

Последующую обработку отверстий  в пробках проводят па радиально-сверлильном  станке 2Н53. Деталь устанавливают на специальную подставку,накладывают кондукторную плиту и закрепляют гайкой , которую навинчивают на стержень подставки. Это обеспечивает надежное крепление детали и удобство ее установки. Отверстия обрабатывают с помощью двух кондукторных плит. При установке первой плиты обрабатывают сверлением отверстия под болты крепления, и, при наличии износа, резьбовые отверстия , а также отверстия под установочные штифты. При установке второй плиты выполняют получистовую обработку отверстий под установочные штифты зенкерованием. Режим обработки: скорость резания — 15 м/мин; подача — 0,1 мм/об.

Чистовую обработку отверстий  под установочные штифты производят разверткой при снятой кондукторной плите. В рассверленных резьбовых отверстиях нарезают резьбу.

После обработки отверстий в  пробках в верхней и нижней их частях получаются кольцеобразные пояски, образуемые сварным швом  . Между ними остается часть пробки, которая прочно связана с этими поясками.

Механические свойства сварного шва  значительно выше, чем основного  металла (чугуна). Прочность сцепления шва с основой не ниже прочности основного металла за счет частичного легирования околошовной зоны присадочным материалом и отсутствия отбела.

Рассмотренный способ восстановления попутно устраняет и другой дефект, а именно трещины в перемычках между отверстием под подшипник  маховика и отверстиями под болты  и штифты, возникающие, как правило, в случае износа последних. Устранение дефекта происходит за счет усиления поперечного сечения трещины более прочным материалом сварного шва и стягивания трещины после его охлаждения.

Восстановление отверстий под  подшипник, фланец коленчатого вала и посадочной поверхности под венец. В практике ремонтных предприятий отверстие под подшипник восстанавливают путем установки втулки (если это позволяет конструкция детали) или лужением наружного кольца подшипника. Недостаток первого способа — высокая трудоемкость изготовления втулки и ее фиксации в отверстии, а также то, что он не универсален. Это создает определенные трудности при организации специализированных участков или поточно-механизированных линий по восстановлению маховиков тракторных двигателей различных марок. Второй способ недостаточно надежен.

Что касается поверхности отверстий  под фланец коленчатого вала и  посадочной поверхности под венец, то эти поверхности на ремонтных предприятиях не восстанавливают. Однако нарушение неподвижной посадки под венец — наиболее часто повторяющийся дефект и на практике в этом случае приваривают венец к телу маховика, в результате чего создаются определенные трудности при разборке и ремонте этих деталей.

Проведенными исследованиями по выбору наиболее подходящих способов нанесения  покрытий для устранения рассмотренных  дефектов маховиков установлено, что наиболее целесообразен способ газотермического порошкового напыления. При этом применяют два вида порошков: порошкообразный алюминид никеля, служащий для нанесения подслоя; порошок на никелевой основе ПГ-ХН80СРЗ, служащий для нанесения основного слоя. Грануляция порошков — 50 ... 100 мкм.

Технология восстановления поверхностей отверстий под подшипник и  фланец коленчатого вала и поверхности  под венец маховика включает в  себя ряд этапов: подготовку поверхности под нанесение покрытий; нанесение подслоя порошка алюминида никеля; нанесение основного слоя; обработку покрытия.

Подготовку поверхности под  напыление проводят обработкой на токарном станке. При этом поверхность считают  подготовленной, если на ней отсутствуют следы изношенной поверхности и если она имеет вид «рваной» резьбы. От выполнения этих условий зависит прочность сцепления покрытия с основным металлом. Получение шероховатости поверхности достигается соответствующим подбором геометрических параметров режущей части инструмента, его установкой в резцедержателе, режимом обработки: скорость резания— 40 м/мин; глубина резания — 0,2...0,5 мм; подача— 0,3... 0,5 мм/об. При этом в качестве материала режущей части инструмента целесообразно применять пластинки* из твердого сплава ВК8, а резец устанавливать выше центра. Геометрические параметры режущей части резца: задний угол--5... +8°; передний — 5...—10°; лавный угол в плане — 60°; вспомогательный угол в плане — 60°; радиус при вершине резца не затачивается.

Подслой порошка алюмийида никеля наносят на подготовленную поверхность с помощью аппарата ПГН-1.

В данном аппарате в качестве источника  тепловой энергии применяют рассредоточенное кислородно-ацетиленовое пламя, в которое из специальной емкости подается порошок.

Перед нанесением подслоя восстанавливаемую  поверхность подогревают до температуры 100 ... 150 °С, чтобы создать необходимые температурные условия микроприварки в момент соприкосновения летящих в пламени частиц порошка с напыляемой поверхностью. Толщина подслоя должна составлять 0,1 ...0,15 мм.

Основной слой наносят с помощью  того же аппарата, только емкость с  алюминидом никеля заменяют емкостью с порошком на никелевой основе. Этот порошок, обладая высоким химическим родством с подслоем, прочно сцепляется с последним. При этом прочность сцепления основного порошка с подслоем значительно выше, чем подслоя с основным металлом. Свидетельством этого является то, что при испытаниях отрыв происходит по границе подслоя с основным металлом. Толщина основного слоя металла должна составлять 1,5 ...2 мм.

Основной слой следует наносить в два-три приема с паузами  необходимыми для охлаждения покрытия. Несоблюдение этого требования может  привести к чрезмерному перегреву  покрытия и его отслаиванию. Режим  напыления: расход кислорода — 25 л/мин; расход ацетилена — 25 л/мин; расход порошка—100 г/мин; дистанция напыления  — 180 ... 200 мм. Необходимо отметить, что  соблюдение дистанции напыления, определяемой расстоянием от сопла горелки до восстанавливаемой поверхности, важное условие стабильного получения должной прочности сцепления покрытия с основным металлом.

Последующую обработку поверхностей отверстий под подшипник и  фланец производят шлифованием с  помощью приспособления, устанавливаемого в резцедержателе токарного станка 1М63, а посадочное место под венец  — точением, используя ранее подготовленные технологические базы.

После обработки восстановленных  поверхностей маховика напрессовывают зубчатый венец на гидравлическом прессе П6326 с помощью специальной оправки (рис.4). Перед напрессовкой венец нагревают в электрической печи Н-30 до температуры 200 °С. Затем производят балансировку маховика с помощью балансировочного стенда.

Контроль восстановленных маховиков. Шероховатость поверхностей проверяют с помощью образцов шероховатости. Размеры отверстий контролируют жесткими калибрами, а расположение их — шаблонами. Неплоскостность и непрямолинейность поверхностей определяют с помощью линейки и щупа. Для проверки неперпендикулярности отверстий под установочные штифты и болты крепления применяют приспособление, показанное на рисунке 100. Верхняя часть оси 3— направляющая для корпуса 6, нижняя — входит в контролируемое отверстие маховика 8. Плита 7 служит переходной базой и выполнена строго параллельно плоскости маховика. В корпусе закреплены индикатор 2 и упор 4 с гайкой 5. При вращении корпуса вокруг оси, установленной в контролируемое отверстие маховика, упор скользит по плоскости плиты. При измерении плиту 7 устанавливают на контролируемую поверхность, а ось 3 в сборе с корпусом 6 — в контролируемое отверстие маховика. Поворачивая корпус 6 вокруг оси 3 на ;360°, индикатор 2 показывает удвоенное значение неперпендикулярности контролируемого отверстия на длине 100 мм. Показания индикатора сравнивают с техническими требованиями на неперпендикулярность отверстий маховика. Погрешность измерения — 0,02 мм, цена деления индикатора — 0,01 мм, пределы измерения — по шкале индикатора, время измерения—1 мин, масса приспособления — 4,8 кг.

 
Для контроля биения рабочей поверхности  маховика двигателя СМД-14 используется приспособление, показанное на рисунке 101.

 
Рис. 5. Приспособление для контроля маховика двигателя

Приспособление  состоит из следующих основных частей: корпуса 4, опоры 17, кронштейна 16, стойки 12, индикаторов 11, хомута 14, зажима 9, прямых передач 15. Его закрепляют на столе болтами 3 и гайками 1. С помощью подъемного механизма устанавливают маховик на корпус 6 опоры 17 приспособления. Зажим 9 крепят на стойке 12 винтом 13 в положении, когда наконечники прямых передач будут опираться на контролируемые плоскости маховика 7, а стрелки индикаторов 11 будут находиться в конце первого или в начале второго оборотов. Подводят до соприкосновения с зажимом 9 хомут 14 и закрепляют на стойке 12. Индикаторы устанавливают «на ноль». Приспособление готово к работе. Рукой поворачивают маховик на 360° и записывают показания индикаторов, которые сравнивают с техническим требованием на торцевое биение маховика. Отпускают винт 13 зажима 9 и отводят зажим в сторону. Ввертывают два болта 5 в маховики и с помощью подъемного механизма снимают его с контролируемых кромок.

Закавказским филиалом ЦОПКТБ ВНПО «Ремдеталь» разработана техническая документация для восстановления маховиков двигателей на поточно-механизированной линии, схема которой представлена на рисунке 6.

Маховики доставляют при помощи авто- или электрокара со склада ремонтного фонда на участок очистки  и мойки. Уложенные в специальные  корзины по четыре-пять штук, маховики промывают в моечных машинах 1,2 в моющих растворах веществ типа MJI-51 или «Лабомид-203» в течение 30 мин. Загрузку и выгрузку производят при помощи предусмотренной на участке кран-балки. После мойки корзины с маховиками по рольгангу 3 поступают на стоя дефектации 4, где, используя контрольно-измерительный инструмент, проводят выявление дефектов и определение маршрутов ремонта. Выгрузку маховиков из корзины, подвешивание на главный грузонесущий конвейер и передачу маховиков на смежные рабочие посты производят при помощи монорельса 5. С поста дефектации: деталь по рольгангу подают на верстак 6 для подразборки, где по необходимости производят выпрессовку штифтов, установочных пальцев и отворачивание-винтов и болтов крепления венца к корпусу маховика.

Подачу с рольганга на верстак, а также передачу маховика на последующий  пост производят при помощи электротали. Далее маховик по наклонному рольгангу поступает на пресс 7, где спрессовывается венец, а затем на токарно-винторезной станок 5, наз котором, в свою очередь, подготавливается база, необходимая для дальнейшего базирования детали при ее обработке, протечка рабочей поверхности для устранения поверхностных трешин, рисок и задиров.