Технологический процесс восстановления вала водяного насоса

1)ценность и дефицитность  материала подлежащего переработке;     2)содержание полезного продукта  в отработанном материале;

3)возможность сбора, хранения  и сортировки отработанного материала; 4)наличие, вид, количество загрязнений и посторонних примесей в нем; 5)возможность отделения полезного продукта от примесей;

6)потери при переработке (выход годного);

7)качество получаемого  продукта.

Экономическая целесообразность повторного использования материалов определяется при сравнении затрат на переработку отработанного и цены на "новый" материал. Как и в случае восстановления, повторное использование экономически оправдано, если затраты на него меньше, чем цена "нового" материала.

Наплавку шпоночного паза производим сварочным полуавтоматом ПДГ-160, сварочной проволокой Св 08Г2С.

Наплавку поверхностей производим на токарном станке 1К520 с использованием установки для дуговой наплавки рис.9. В табл. 3 приведена характеристика токарного станка 1К520 и установки соответственно.

 

Рисунок 9 – Аппарат наплавочный А-409:

1-пульт управления; 2-маховик  вертикального суппорта; 3-ось суппорта  станка; 4-ось вертикального суппорта; 5-токарный станок; 6-дополнительный  кронштейн; 7-коллектор мундштука; 8-электродвигатель наплавочной головки; 9-автомат подачи газа.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 2 – Техническая характеристика установка А-409.

 

Таблица 3 – Техническая характеристика токарного станка 1К520.

Основные параметры	ГОСТ 440-81
Наибольший диаметр обрабатываемой заготовки, мм:
·  над станиной	445
·  над суппортом	220
·  над выемкой в станине	620
Наибольшая длина обрабатываемой заготовки, мм:
·  над суппортом	1000
·  над выемкой станины	290
·  над выемкой станины при закреплении на планшайбе	240
Наибольшая длина обтачивания, мм	900
Конец шпинделя фланцевого по ГОСТ 12593-72	6К
Центр по ГОСТ 13214-79
·  в шпинделе	7032-0043(М6)
·  в пиноли задней бабки	7032-0039(М5)
Диаметр цилиндрического отверстия в шпинделе, мм, не менее	54
Высота резца, установленного в резцедержателе, мм, не менее	25
Количество скоростей прямого вращения шпинделя, не менее	24
Количество скоростей обратного вращения шпинделя, не менее	12
Частота вращения шпинделя, мин в -1 степени	10-1400
Количество ступеней подач продольных/поперечных, не менее	50/50
Подача, мм/об:
·  продольная	0,018-22,4
·  поперечная	0,009-11,2
Количество нарезаемых резьб, не менее:
·  метрических	36
·  модульных	36
·  дюймовых	45
·  питчевых	45
Шаг нарезаемых резьб:
·  метрических, мм	0,5-224
·  модульных, модуль	0,5-224
·  дюймовых, число ниток на один дюйм	77-0,125
·  питчевых, питч	77-0,125
Скорость быстрого перемещения суппорта, м/мин:
·  продольного	4,0
·  поперечного	2,0
Наибольшая длина перемещения, мм:
·  каретки	900
·  нижнего суппорта	280
·  верхнего суппорта	130
·  пиноли	150
·  задней бабки (поперечное смещение)	±15
Наибольший угол поворота верхнего суппорта, град	±90
Цена одного деления шкалы перемещения, мм:
·  каретки	1,00
·  нижнего суппорта	0,05
·  верхнего суппорта	0,05
·  пиноли	5,00
Цена одного деления шкалы поворота верхнего суппорта, град	1,00
Шероховатость поверхности заготовки из конструкционной стали при чистовом обтачивании, мм, не более	Ra 2,0
Суммарная мощность, кВт:	8,37
Габарит станка, мм	2800х1190х1450
Масса станка, кг

 

 

После токарной обработки фрезеруем новый шпоночный паз на фрезерном станке 6К82Ш табл. 4 фрезой дисковой 2254- 14562 ГОСТ 2679-93.

 

 

 Таблица 4 – Техническая характеристика горизонтально-фрезерного станка 6К82Ш.

Размеры рабочей поверхности стола, мм	1250x320
Наибольшее перемещение стола, мм
— продольное	800
— поперечное	320
— вертикальное	370
Расстояние от оси горизонтального (торца вертикального) шпинделя до рабочей поверхности стола, мм	30-400
Расстояние от оси горизонтального шпинделя до направляющих хобота, мм	155
Пределы частот вращения основного шпинделя, мин-1	31,5-1600
Диапазон подач стола, мм/мин
— продольных и поперечных	12,5-1600
— вертикальных	4,1-530
Наибольшая масса обрабатываемой детали (с приспособлением), кг	400
Мощность электродвигателей основного шпинделя, КВт	7,5
— подач стола	3
Конус основного шпинделя по ГОСТ 30064-93	N50
Угол поворота стола вокруг вертикальной оси, град.	±45
Габаритные размеры станка, мм
— длина	2280
— ширина	1965
— высота	1690
Масса станка с электрооборудованием, кг	3150

 

 

Термическую обработку вала выполняем в печи отпускной сопротивления СШ3-6,6/7 и 3, УХЛ2, калим до 48…56 НRC все наплавленные поверхности.

Обработанные поверхности шлифуются на кругло шлифовальном станке 3Е184ШВ табл. 5 кругом шлифовальным 200х25х10 24 А ГОСТ 2424-83 зернистость Э46-60. Поверхности полируем кругом войлочным любого диаметра пастой ГОИ-54п ГОСТ 3276-89.

 

 

 Таблица 5 – Техническая характеристика кругло шлифовального станка 3Е184ШВ.

Диаметр шлифования, мм	5...80
Наибольшая длина обрабатываемой заготовки
— при сквозном шлифовании без применения спец. приспособлений, мм	495
— при врезном шлифовании с номинальной высотой кругов, мм	320
Размеры шлифовального круга
— длина, мм	500
— ширина, мм	305
— высота, мм	500
Размеры ведущего круга
— длина, мм	35
— ширина, мм	203
— высота, мм	500
Окружная скорость шлифовального круга, м/с	35
Частота вращения ведущего, об/мин
— при работе	10—150
— при правке	300
Угол наклона ведущей бабки
— в вертикальной плоскости, град.	±8
— в горизонтальной плоскости мин., град.	±30
Мощность привода главного движения, кВт	55
Суммарная мощность электродвигателей, кВт	63,36
Круглость обработанной цилиндрической поверхности, мКм	1,6
Постоянство диаметров партии образцов, обработанных методом врезного шлифования, мКм	5
Отклонение диаметров партии, обработанных методом врезного шлифования, мКм	8
Шероховатость обработанной цилиндрической поверхности Ra, мКм	0,16
Габаритные размеры
— длина, мм	3850
— ширина, мм	2650
— высота, мм	2100
Масса полуавтомата, кг	10860

 

 

Для контроля используем: штангенциркуль ШЦ-1-150-0,1 ГОСТ 165-80, линейка стальная, микрометр.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Проектирование технологического процесса восстановления вала.

 

С учетом имеющихся дефектов последовательность технологического процесса восстановления вала выбираем следующую:

005 Моечная операция (очистка  от грязи);

010 Дефектация (дефектовать  деталь );

015 Наплавочная операция (наплавить наружные поверхности);

020 Наплавочная операция (наплавить шпоночный паз);

025 Токарная операция (точить  поверхности);

030 Фрезерная операция (фрезеровать  паз);

035 Термическая операция (закалка детали)

040 Шлифовальная операция (шлифовать шлицы и поверхности  под втулки);

045 Контрольная операция (контролировать восстановленные  поверхности).

Технологический маршрут восстановления вала с указанием схем базирования, применяемого оборудования и режимов обработки представлен в комплекте технологической документации в Приложении пояснительной записки курсовой работы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.1 Расчет режимов обработки и норм времени.

2.1Расчет режимов обработки.

Используя аналитические формулы и справочные данные, приведенные в справочнике технолога-машиностроителя [4] назначим режимы резания на точение.

025 Токарная 

t=0,1;

S=0.45мм\об(подача выбирается  по справочнику [4] , табл.11)

        Скорость  резания рассчитывается по формуле:

 

                                              ,

где  Сυ – 350;

       Т- период  стойкости инструмента -45мин;

        х  – 0,15;

        у  – 0,35;

         m – 0.2.

      Коэффициенты  Сυ, х, у, m находятся из таблицы 17 справочника [4].

                                              ,    

      где  Кnυ=1-коэффициент, учитывающий влияние состояния поверхности заготовки на скорость резания (табл.5);

             Kuυ=1 - коэффициент, учитывающий влияние инструментального материала на скорость резания (табл.6).

                                               ,

(коэффициент, учитывающий  влияние физико-механических свойств  обрабатываемого материала на  скорость резания)      

 

где  Kr=1 (табл.2);

          σв=600МПа;

           nυ=1 (табл.2).

                                                .

                                             .

                                 

                                                     

       Рассчитываем  частоту вращения шпинделя по  формуле 

 

 

Принимаем по паспорту станка n=1600мин-1

Уточняем скорость детали

 

 

 

 

Сила резания рассчитывается по формуле:

 

,

 

 

 

Где  

Ср=300(табл.22);

х=1(табл.22);

у=0,75(табл.22);

n=0(табл.22);

.

  

.

 

Мощность резания рассчитывается по формуле:

 

.

 

Мощность электродвигателя токарного станка 1,5 кВт, следовательно, условия резания выполняются.

 

 

Согласно таблице 32 из [4]: Cm=68; y=0,7; q=1.

 

 

Мощность резания рассчитывается по формуле:

кВт.

Мощность электродвигателя станка 1К520   8,37 кВт, следовательно, условия резания выполняются.

 

030 Фрезерная 

 

Расчет проведем по методике, приведенной в карте Ф1 [3]

1. Расчет длины рабочего  хода:

                                                ,

где у – длина подвода, врезания, перебега инструмента (приложение 3);

       у=4мм;

        Lрез  – длина резания;

        Lрез=19мм;

.

 

2. Определение рекомендуемой  подачи на зуб Sz в мм\зуб

Подачу определяем по нормативам (карта Ф1): Sz=0,1мм\зуб;

3. Определение стойкости  инструмента по нормативам Тр  в минутах резания

Стойкость инструмента определяем по карте Ф1

 

                                                             ,

где Тм – стойкость в минутах машинной работы станка, Тм=60;

 λ – коэффициент  времени резания каждого инструмента.

.

Так как λ>0,7 то его можно не учитывать. Тогда

 

.

 

4. Расчет скорости резания  υ в м\мин и числа оборотов  шпинделя n в минуту.

 

Определение скорости резания проводится по нормативам (карта Ф1).

 

,

 

где К1, К2, К3 – коэффициенты, зависящие от обрабатываемого материала; стойкости инструмента; отношения длины резания к диаметру соответственно.

К1=1; К2=1; К3=1,2.

υтабл =24м\мин.

.

 

Расчет числа оборотов шпинделя станка об\мин.

 

,

 

.

 

Уточнение числа оборотов шпинделя по паспорту станка.

n=950 об\мин.

  Уточнение скорости  резания по принятому числу  оборотов шпинделя.

.

 

5.Уточнение расчетной  минутной подачи Sm по паспорту  станка

 

 

Принимаем по паспорту станка

 

 

6.Расчет основного машинного времени обработки tм в мин.

 

.

Выявление подачи на зуб фрезы

 

7. Проверочные расчеты

Определение мощности резания Nрез в кВт по нормативам (карта Ф5).

 

,

                                                                                                                                              

  -где      Е=2,3; K1=1; K2=1

 

 

 

Проверка мощности резания по мощности двигателя.

 

                                                    ,

где Nдв=7,5кВт;

       η=0,8.

                                                    ,

                                                          .

Следовательно, условия резания выполняются.

 

040   Шлифовальная

 

Станок кругло шлифовальный – 3Е184ШВ.

Расчет проведем по методике, приведенной в карте Ш1 [3]

Скорость шлифовального круга определяется по рекомендации [3]

 

Определим рекомендуемую скорость вращения детали.

По рекомендации [3] для обработки стали при скорости круга V=35 м/с  скорость детали составляет 25 м/мин

Рассчитываем частоту вращения шпинделя по формуле

 

 

Принимаем nд = 315 мин-1.

Уточняем скорость детали

 

 

Выберем минутную поперечную подачу Sм. По рекомендациям [3] подача составит

Sм = Sм(табл)*К1 *К2 *К3 ,

 

где Sм(табл) - минутная подача табличная;

      К1 - коэффициент, зависящий от материала и скорости  круга; К1= 1,1

      К2 - коэффициент, зависящий от припуска и точности; К2= 0,7

      К3 - коэффициент, зависящий,от диаметра круга, количества кругов и характера поверхности; К3= 1.

         По [3]  Sм(табл) для ширины шлифования в=5 мм, диаметра шлифуемой шейки d=25 мм  Sм(табл)= 0.65мм/мин.

 

Sм = 0,65*1,1*0,7*1 = 0,455 мм/мин.

                                                                                                                                                                                     Время выхаживания при ширине  шлифования 5 мм, шероховатости поверхности          Ra =1,25 мкм, точности обработки S=0,05 мм, диаметре шлифования d=25 мм составит 0,15 мин.

По таблице [3] при времени выхаживания tвых = 0,15 мин, минутной подаче Sм=0,65 мм/мин слой, снимаемый при выхаживании, состоит авых=0,03 мм.

 

 

 

 

 

 

2.3 Расчет норм времени.

 

В условиях ремонтного производства расчет нормы штучно-калькуляционного времени на операцию производится по формуле:

где Тп.з. – подготовительно-заключительное время;