Реферат: Разработка технологического процесса восстановления блока цилиндров ЗИЛ-130

Новосибирский государственный аграрный университет

Инженерный институт

Кафедра технологий производства и ремонта машин

Курсовой проект

Разработка технологического процесса восстановления блока цилиндров ЗИЛ-130

Выполнил: Батурин А.В.

студент группы 3у32

Руководитель: Хрянин В.Н.

Новосибирск 2008

Содержание

Введение 3

1.Анализ исходного состояния восстанавливаемой детали

1.1.Условия работы детали в сборочной единице 4

1.2. Определение категории технологической сложности восстанавливаемой

детали 5

1.3.Разработка ремонтного чертежа восстанавливаемой детали 6

2.Разработка технологического процесса восстановления детали.

2.1.Анализ базовых и альтернативных технологических процессов восстановления детали 6

2.2.Разработка структуры маршрутного технологического процесса 10

2.3.Оформление карт технологического процесса 12

2.4.Разработка структуры технологических операций 12

Обоснование выбора базовых поверхностей и технологического оборудования 17

2.5.Нормирование технологических операций 20

Технико-экономический анализ технологического процесса 22

3.Разработка конструкции технологического приспособления

3.1.Анализ известных конструкций приспособлений 23

3.2.Обоснование и реализация принятых решений по модернизации конструкции 25

Использованная литература 27

Графическая часть курсовой работы

1.Ремонтный чертёж детали на листе формата А1

2.Операционные эскизы технологического процесса на листах формата А4.

3.Общий вид конструкции приспособления или стенда на листах А4.

Введение

В настоящее время авторемонтное производство является достаточно крупной отраслью промышленности, наряду с автомобилестроением призвано удовлетворять растущие потребности народного хозяйства страны в автомобилях, агрегатах, деталях. Благодаря ремонту срок службы автомобилей значительно повышается, а парк автомобилей, участвующих в транспортном процессе, намного увеличивается.

Вторичное использование деталей с допустимым износом и восстановление изношенных деталей, узлов и механизмов, способствует успешному решению проблемы снабжения автохозяйств и ремонтных предприятий запасными частями и даёт большую экономию различных материалов.

Усиление работы в этом направлении рассматривается как неотъемлемая часть экономической стратегии, крупнейший рычаг повышения эффективности производства во всех звеньях народного хозяйства.

Восстановление изношенных деталей машин обеспечивает экономию высококачественного материала, топлива, энергетических и трудовых ресурсов.

Для восстановления трудоспособности изношенных деталей требуется в 5-8 раз меньше технологических операций по сравнению с изготовлением новых деталей. По данным ГОСНИТИ 85% деталей восстанавливают при износе не более 0,3 мм., т.е. их работоспособность восстанавливается при нанесении покрытия незначительной толщины. Однако ресурс восстановленных деталей по сравнению с новыми, во многих случаях, остается низким. В тоже время имеются такие примеры, когда ресурс восстановленных прогрессивными способами, в несколько раз выше ресурса новых деталей.

Основа повышения качества – применение передовых технологий восстановления деталей.

1. АНАЛИЗ ИСХОДНОГО СОСТОЯНИЯ ДЕТАЛИ

1.1. Условия работы детали в сборочной единице

Блок цилиндров относится к классу корпусных деталей. Его изготавливают у двигателя ЗИЛ-130 литьём из серого чугуна СЧ 18-36, НВ 170-229. Это крупногабаритная деталь сложной конфигурации, наиболее дорогостоящая и металлоёмкая.

Блок цилиндров обеспечивает конструктивную жёсткость двигателя, внутри и снаружи его в заданном положении фиксируют другие детали и сборочные единицы. Нижняя часть блока является картером, в литых поперечинах которого расположены опорные гнезда для подшипников коленчатого вала.

В средней части блока цилиндров имеются отверстия для установки подшипников скольжения под опорные шейки распределительного вала. К нижней части блок-картера крепится стальной штампованный поддон, служащий резервуаром для масла. Блок имеет специальные масляные каналы по которым масло из поддона под давлением подается к трущимся деталям двигателя. В отливке блока цилиндров имеется рубашка для жидкостного охлаждния двигателя, представляющая собой полость между стенками блока и наружной поверхностью вставных гильз. Охлаждающая жидкость подается в рубашку охлаждения через два канала, расположенные по обеим сторонам блока цилиндров. К передней части блока цилиндров крепится крышка распределительных шестерен, а к задней - картер сцепления.

После отливки в блоке присутствуют остаточные напряжения, чтобы их снять проводят старение, оно продолжается и в процессе эксплуатации. Как следствие этого блок может деформироваться, т.е. происходит коробление привалочных плоскостей, нарушается соосность гнёзд коренных подшипников, отклоняются от перпендикулярности к оси коленчатого вала посадочные пояски под гильзы. Кроме того эти дефекты могут возникнуть и от неправильной эксплуатации двигателя, например при прерывистой или недостаточной подаче масла вкладыши и гнёзда перегреваются, а затем происходит резкое охлаждение, как следствие – возникновение внутренних напряжений в металле и деформация гнёзд. Также в процессе работы поверхности блока цилиндров подвергаются интенсивным механическим, тепловым, химическим, кавитационным воздействиям. После установления всех семи показателей технологичности (ПТ), определяют величину коэффициента технологической сложности устранения каждого дефекта (К_ТС ) по формуле

(1.1)

0,35 =0,42

где У_ТС(Ф) и У_ТС(мах) -уровень сложности устранения каждого дефекта соответственно фактический и максимально-возможный, которые

определяются суммированием . Во всех случаях значения У_ТС(мах) равны семи баллам.

В зависимости от величины коэффициента К_ТС все детали, согласно таблицы 1, распределены на три группы технологической сложности. По группе технологической сложности определяют предприятие на котором возможно восстановление детали или объем мероприятий по технологической подготовке производства.

1.2. Определение категории технологической сложности восстанавливаемой детали.

Анализ технологической сложности блока цилиндров ЗИЛ-130 произведём по каждому дефекту (изношенной поверхности), по дифференциальным показателям технологичности. Каждый из приведённых показателей имеет три уровня: 0; 0,5; 1,0. Уровни упомянутых показателей являются основной исходной информацией для оценки технологической сложности процесса восстановления детали.

Дефект № 4 Отклонение осей гнёзд под вкладыши коренных подшипников

Дефект № 5 Отклонение от перпендикулярности осей расточек под гильзы цилиндров и гнёзд коренных подшипников коленчатого вала

Дефект № 6 Деформация или износ гнёзд под вкладыши коренных подшипников

Дефект № 7 Износ отверстий под толкатели

Таблица 1.1. Показатели технологической сложности устранения дефектов

блока цилиндров ЗИЛ-130

Вывод: блок цилиндров с данными дефектами относится к категории малой технологической сложности.

1.3. Разработка ремонтного чертежа восстанавливаемой детали.

Ремонтный же чертеж детали является рабочим конструкторским документом, предназначенным для организации ремонтного производства (ГОСТ 2.602-95, п.6.12, ОСТ 70.0009.006-85, п.1.1). Ремонтный чертеж детали разрабатывается на основе рабочего чертежа на изготовление этой же детали и дефектной карты. Если базовый вариант ТПВ детали отсутствует, то ремонтный РЧ выполняется на последующих этапах проектирования. При модернизации ТПВ детали основной исходной информацией является рабочий ремонтный чертеж, разработанный для базового ТПВ детали, вместе с рабочим чертежом на изготовление детали.

Основными документами для разработки ремонтного чертежа детали является

- карта технических требований на дефектацию детали;

- карта сочетания дефектов по маршрутам;

- рабочий чертёж детали на изготовление;

- ремонтный рабочий чертёж детали для базового варианта ТПВ а также сборочные чертежи узла в котором находится деталь.

Ремонтный чертёж детали разработан и представлен в графической части

курсовой работы на листе формата А1.

2. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ВОССТАНОВЛЕНИЯ ДЕТАЛИ

2.1. Анализ базовых и альтернативных технологических процессов восстановления детали.

Базовый технологический процесс – это такой процесс, который на современном этапе развития применяется в отрасли и является наиболее прогрессивным. Однако у каждой технологии имеется оптимальный срок действия, который определяется темпами научно-технического прогресса в области производства технологического оборудования, совершенствования ремонтных технологий и способов восстановления деталей машин и обработки конструкционных материалов, которые описаны в специальных технических и учебных источниках.

Выявление альтернативных способов и ТПВ производят на основе патентного поиска и анализа литературных источников с представлением краткого аналитического обзора. Выбор ТПВ также зависит в большей степени от материала восстанавливаемой детали, его физических и химических свойств.

Блок цилиндров двигателя ЗИЛ-130 изготовлен из серого чугуна СЧ 18-36.

Чугун - это сплав системы Fе - С, содержащий более 2,14% углерода и кристаллизация которого заканчива ется образованием так называемого ледебурита. Чугуны относятся к литейным сплавам. Они обладают хорошими литейными свойствами: большой жидкотекучестью (способ­ностью расплава

свободно течь в литейной фор­ме, полностью заполняя ее и точно воспрои зводя все контуры) и малой усадкой - уменьшение объема металла при охлаждении и кристаллиза­ции невелико, что позволяет получать качественные отливки сложной формы. Углерод в процессе кристаллизации чугуна мо­жет выделяться в связанном (в виде карбида железа) состоянии и в свободном состоянии - в виде графита (Г). Графит - это аллотропи­ческая модификация чистого углерода (другой модификацией является алмаз). Кристалличе­ская решетка графита - гексагональная, слои­стая, что делает его малопрочным и мягким (твердость его НВ не превышает 3 единиц). В отличие от метастабильного цементита графит химически и термически стоек; плотность его со­ставляет 2,5 г/см ³ . Темный цвет включения гра­фита придает изломам таких чугунов характер­ный серый оттенок (серые чугуны). Процесс об разования в чугуне включения графита называ­ется графитизацией. Какой вид чугун а будет по­лучен при кристаллизации расплава - белый (с цементитом) или графитизированный (с графи­том) - определяется скоростью охлаждения.

Классификация графитизированных чугунов весьма проста: вид чугуна определяется формой включений графита.

Если графит имеет пластинчатую форму, то чугун называется серым. В высокопрочном чугуне графит имеет шаровидную форму, а в ковком - хлопьевидную.

Серый чугун п ол учается непо­средственно в процессе кристаллизации с замед­ленным охлаждением; графит при этом имеет пластинчатую форму.

В зависимости от степени графитизации мо­жет быть получен а различная структура метал­лической основы (матрицы) серого чугуна: се­рый перлитный чугун со структурой П+Г , серый ферритоперлитный чугун со структурой Ф+П+Г ; серый ферритный чугун со структурой Ф+Г.

Механические свойства серого чугуна как конструкционного материала зависят как от свойств металлической основы (матри цы), так и от количества, геометрических параметров и ха­рактера распределения включений графита. Чем меньше этих включений и чем они мельче, тем выше прочность чугуна. Металлическая основа в сером чугуне обеспечивает наибольшую проч­ность и износостойкость, если она имеет перлит­ную структуру. Наименьшей прочностью облада­ет серый чугу н с ферритной основой. Относи­тельное удлинение при растяжении серого чугу на независимо от свойств металлической осно­вы практически равно нулю ( δ≤0,5%).

Наиболее высокими механическими свойства­ми обладают модифицированные ферросилицием и силикокальцием серые чугуны. Модифициро­вание - добавка в расплав нерасплавляющихся измельченных частиц - обеспечивает измельче­ние графитовых включений.

Различают следующие марки серого чугуна: СЧ-00, СЧ 12-28, СЧ 15-32, СЧ 18-36, СЧ 21-40, СЧ 24-44, СЧ 28-48, СЧ 32-52, СЧ 35-56, СЧ 38-60. Буквы СЧ обозначают серый чугун; первое число указывает минимально допустимый предел прочности при растяжении в кг/мм² , а второе число – минимално

допустимый предел прочности при изгибе в кг/мм² для данной марки чугуна.

Чугун по технологическим свойствам относится к группе плохосвариваемых конструкционных материалов в связи с образованием технологических дефектов, обусловленных его химическим составом и структурой. Поэтому при выборе метода устранения дефектов в чугунных корпусных деталях необходимо учитывать следующие особенности: высокую вероятность образования трещин; возможность образования твёрдых закалочных структур при быстром охлаждении чугуна; при расплавлении чугуна может произойти местный переход графита в цементит, от чего металл в данном месте получает структуру твёрдого белого чугуна; в закалённых и отбеленных зонах металл имеет высокую твёрдость и поэтому плохо поддаётся механической обработке; возможность появления пористости шва, обусловленной окислением углерода и обильным образованием газообразной окиси углерода, которая не успевает полностью выделиться из металла при его быстром затвердевании, отчего шов получается пористым.

С учётом этих свойств материала и проанализировав недостатки и достоинства каждого способа восстановления, выберем наиболее оптимальный и технологичный.

Таблица 2.1. Анализ альтернативных способов устранения дефектов блока цилиндров

Полимерные композиции. Применение пластмасс при ремонте техники по сравнению с другими способами позволяет снизить трудоёмкость восстановления детали на 20…30 %, себестоимость ремонта на 15..20 и расход материалов на 40…50%. Пластическими массами называют материалы, изготовленные на основе высокомолекулярных органических веществ и способные под влиянием повышенных температур и давления принимать

определённую форму, которая сохраняется в условиях эксплуатации изделия. Применительно к нашим дефектам применение полимерных композиций ограничивается тем, что они имеют низкую долговечность, кроме того возникнут трудности с их нанесением при ремонте гнёзд коренных

подшипников

Электролитическое натирание. Один из перспективных и экономичных способов восстановления посадочных мест под подшипники, втулки, гильзы корпусных деталей с износами, не превышающими 0,6 мм на сторону.

Сущность способа заключается в следующем. В отверстие детали вводится нерастворимый анод, обшитый абсорбирующей тканью, и приводится во вращение. В образовавшийся рабочий зазор между тканью анода и поверхностью отверстия подаётся электролит, содержащий в растворе серную кислоту, соли закисного железа, цинка и марганца.

Под действием электрического тока на поверхности отверстия образуется осадок железо-цинкового покрытия. Величина зерна покрытия, форма и ориентация кристаллов, определяющие его свойства, зависят от температуры, состава электролита и плотности тока. Изменяя эти показатели, можно получить осадки сплава с микротвёрдостью в пределах 1400…1900 МПа.

Недостатки этого способа – это высокая стоимость, трудоёмкость, требует специального оборудования.

Твёрдое железнение. Один из способов восстановления деталей гальваническими покрытиями. Железнение характеризуется хорошими технико-экономическими показателями: исходные материалы и аноды дешевые и недефицитные; высокие выход металла по току (85…95 %) и производительность – скорость осаждения железа составляет 0,2…0,5 мм/ч; толщина твёрдого покрытия 0,8…1,2 мм; возможность в широких пределах регулировать свойства покрытий (микротвёрдость 1600…7800 МПа) в зависимости от их назначения обусловливает универсальность процесса; достаточная износостойкость твёрдых покрытий; покрытия хорошо хромируются, что

позволяет при необходимости повышать износостойкость детали нанесением более дешёвого, чем хромовое, комбинированного покрытия (железо+хром).

Недостатки этого способа: высокая трудоёмкость приготовления операции, наличие специального оборудования.

Механическая обработка. Это одна из основных операций при восстановлении деталей. В ряде случаев её применяют как технологическую операцию, за которой следуют другие операции, восстанавливающие деталь.

Применительно к данной детали и дефектам позволяет полностью отремонтировать деталь без каких-либо дополнительных воздействий.

Рассмотрев перечисленные выше способы восстановления выбираем следующие способы, как наиболее простые, дешёвые и не требующие специальных установок, кроме оборудования для механической обработки:

Дефекта №1 – растачивание посадочного места с последующей установкой кольца на эпоксидном компаунде.

Дефект №2 и №3 – восстановление за счёт конструкторско-технического резерва детали, т.е. фрезерование плоскостей разъема крышек коренных подшипников и последующим растачиванием отверстий до номинального

размера. При этом заодно растачиваются отверстия под втулки распределительного вала в диаметр больше номинального на двойную величину смещения коленчатого вала.

Дефект №4 Запрессовка новых втулок с последующем развертыванием, шероховатость поверхности 8-го класса.

2.2. Разработка структуры маршрутного технологического процесса

На этом этапе проектирования обосновывается последовательность операций устранения дефектов, составляющих маршрут. Для этого сначала составляют план операций устранения на каждый дефект. Затем производят объединение поддефектных технологий в единый технологический процесс, руководствуясь при этом принципами концентрации и деференциации. В условиях единичного производства, используют универсальные станки, операции стремятся сделать максимально концентрированными. Весь разработанный маршрутно-технологический процесс описывается в маршрутной карте, включая контроль и перемещение детали по всем операциям в технологической последовательности с указанием данных об оборудовании, оснастке трудовых нормативов в соответствии с установленными формами.

Структуру маршрутно-технологического процесса представим в виде таблицы 2.2.1

Таблица 2.2.1 Формирование структуры маршрутно-технологического процесса.

2.3. Оформление карт технологического процесса

Заполнение бланков маршрутно-технологических карт восстановления детали начинается со строк «шапки» где указывается организация-разработчик, наименование и номер детали, подлежащий ремонту, номер её чертежа.

Далее заполняются маркированные строки, куда достаточно внести следующую информацию.

Строка А – наименование операции (токарная; фрезерная и т. п.)

Строка Б – наименование оборудования (токарно-винторезный станок 16К20)

Графа «Тшт» - норма штучного времени на операцию,

Графа «Тпз» - подготовительно-заключительное время,

Графа «Тшт.к» - норма штучно-калькуляционного времени на операцию

2.4 Разработка структуры технологических операций

В этом пункте производятся следующие действия:
- построение плана (структуры) операций;
- установление рациональной последовательности переходов, составляющих операции;
- выбор оборудования;
- выбор конструкции технологической оснастки;
- установление исходных данных, необходимых для расчетов оптимальных режимов обработки (и их расчет).

Технологическая операция- часть технологического процесса, выполняемая на одном рабочем месте (посту или станке) и включающая все действия рабочих, обслуживающих рабочий пост.

Операции, в свою очередь, состоят из переходов.

Технологический переход- это законченная часть технологической операции характеризуемая постоянством применяемого инструмента и поверхностей, образуемых обработкой.

Рабочий ход(проход)- это законченная часть технологического перехода, состоящая из однократного перемещения инструмента по поверхности обрабатываемого изделия, выполняемого на одном режиме.

1)Моечная операция.

Технологическая последовательность операций:

№ перехода Переход

1. Очистить блок цилиндров от грязи и смазки, а масляные каналы от шлака, последовательным погружением в раствор моющего средства «Лабомид 203» концентрацией 25 г/л при температуре 80 – 100˚С.

Оборудование: установка 9788А, машины для очистки ОМ-5287, ОМ-5288.

Норма времени: Т_п.з. =10 мин. Т_шт. =16мин.

Исполнитель: мойщик

Разряд: 4.

2)Контрольно-дефектовочная операция.

№ перехода Переход

1.Испытать водяную рубашку на герметичность водой под давлением 0,4 МПа.

2.Осмотреть блок и проконтролировать с целью выявления дефектов следующие размеры: толщину 1-й коренной опоры, диаметры верхнего и нижнего посадочных отверстий под гильзы, диаметры гнёзд вкладышей коренных подшипников, соосность гнёзд под вкладыши коренных подшипников, диаметры отверстий во втулках распределительного вала.

Оборудование, приспособление и инструмент: Стенд для гидроиспытаний 12328. Стол 3702-08А. Штангенциркуль ШЦ-1-125-0,1. Нутромер индикаторный 100-150мм. Нутромер индикаторный 50-100мм. Индикаторное приспособление.

Исполнитель: дефектовщик

Разряд: 4.

Норма времени: Т_п.з. =5 мин. Т_шт. =3,87мин.

3)Слесарная операция.

№ перехода Переход

1.Отвернуть болты и снять крышки коренных подшипников.

2.Клеймить крышки.

Приспособление и инструмент: Гайковёрт ИП-3102. Комплект цифр 7858-0005 Ц12 ГОСТ 15999-70. Молоток 7850-0118 Хим.Окс.прм ГОСТ 2310-77.

Норма времени: Т_п.з. =4,0 мин. Т_шт. =30мин.

Исполнитель: слесарь

Разряд: 2.

4)Слесарная операция.

№ перехода Переход

1.Установить блок на стенд

2.Выпрессовать втулки распределительного вала.

Приспособление и инструмент: Стенд ОР-12241

Норма времени: Т_п.з. =4 мин. Т_шт. =1,0мин.

Исполнитель: слесарь

Разряд: 2.

5) Фрезерная операция.

№ перехода Переход

1.Установка крышек на установочной плите.

Установочные базы – опорные плоскости под гайки

2.Фрезерование плоскости разъема крышки

Режим обработки: скорость вращения шпинделя 300 об/мин, подача стола 35 мм/мин.

Расчёт основного времени:

где L – длина фрезеруемой поверхности мм.

i – число проходов

S_об – подача на один оборот фрезы

n – число оборотов в минуту

Длина фрезерования определяется по формуле: L = l +y₁ + y ₂

где l – длина фрезерования,мм.

y₁ – величина перебега фрезы, мм.

y ₂ – величина врезания, мм.

L =27+2+6,6=35,6 мм

Нормируемое время: Т_н =Т₀ +Т_доп +Т_пз / п_шт

где Т_доп – дополнительное время, мин

Т_пз - подготовительно-заключительное время, мин

n_шт – кол-во деталей

Т_н =0,03+0,1421+24/5=5мин

Оборудование: Станок горизонтально-фрезерный 6Н81. Фреза торцовая.

Норма времени: Т_п.з. =24 мин. Т_шт. =0,2мин.

Исполнитель: фрезеровщик

Разряд: 3.

6) Слесарная операция.

№ перехода Переход

1.Установить на блок и закрепить крышки коренных подшипников.

Момент затяжки 110-130 Н∙м

Приспособление и инструмент: Гайковёрт многошпиндельный ОР-12242. Ключ боковой 700-2000 ГОСТ 7068-54. Головка 7812-0493 Хим.ОКС.прм ГОСТ 3529-75.

Норма времени: Т_п.з. =4 мин. Т_шт. =3,5мин.

Исполнитель: слесарь

Разряд: 2.

7)Расточная операция.

№ перехода Переход

1.Установить блок на станок, базируя по плоскости разъема картера и двум технологическим отверстиям, и закрепить.

2.Расточить за один проход отверстия под вкладыши коренных подшипников до D=79,5^+0,012 мм.

Режим обработки: глубина резания 0,1мм; подача 0,08 мм/об; частота вращения 357 об/мин; скорость резания 89 м/мин.

Одновременно с отверстиями под вкладышами расточить за один проход отверстия под втулки распределительного вала: передней и промежуточной до D=55,2^+0,03 , задней до D=49,2^+0,025 мм

Режим обработки: подача 0,08 мм/об; частота вращения 357 об/мин.

3.Снять деталь со станка

Оборудование, приспособление и инструмент: Станок агрегатный односторонний двухшпиндельный горизонтально-расточной 11А774. Борштанга, резцы расточные с пластинками ВК8, приспособление с индикатором для установки резцов, калибры-пробки D=79,5^+0,012 мм; D=55,2^{+0,03 мм;} D=49,2^+0,025 мм.

Норма времени: Т_п.з. =20 мин. Т_шт. =2мин.

Исполнитель: токарь

Разряд: 3.

8)Расточная операция.

№ перехода Переход

1.Установить блок на станок, базируя по плоскости разъёма с поддоном картера и двум технологическим отверстиям, и закрепить.

2.Расточить за один проход торцы 1-й коренной опоры до D=мм, выдержав размеры: от оси базового отверстия до торца с внутренней стороны блока - 20мм, толщину первой коренной опоры - 27мм.

Режим обработки: глубина резания 1,3мм; подача 0,06 мм/об; частота вращения 300 об/мин; скорость резания 100 м/мин.

3.Снять деталь со станка

Оборудование, приспособление и инструмент: Станок горизонтально-расточной 2М614. Приспособление 70-7460-1501. Державка 70-6301-1503. Резец 2142-0173 ВК8 ГОСТ 9795-73. Калибр 70-8367-1504. Скоба 70-8101-1537. Приспособление для контроля 70-8731-1543, 70-8731-1544.

Норма времени: Т_п.з. =20 мин. Т_шт. =3,3мин.

Исполнитель: токарь

Разряд: 3.

9)Расточная операция

№ перехода Переход

1.Установить блок на станок, базируя по плоскости разъёма и двум технологическим отверстиям, и закрепить.

2.Расточить за один проход посадочные отверстия под гильзы со стороны правого ряда: верхние отверстия до D=127,4^+0.04 мм., нижние до D=124,4^+0,04 мм на длине верхнее 20мм; нижнее 22мм.

3.Повернуть блок на тех же базах и закрепить.

4. Расточить за один проход посадочные отверстия под гильзы со стороны левого ряда: верхние отверстия до D=127,4^+0.04 мм., нижние до D=124,4^+0,04 мм на длине верхнее 20мм; нижнее 20мм.

5.Снять деталь со станка.

Режим обработки: глубина резания 1,2мм; подача 0,15 мм/об; частота вращения 240 об/мин; скорость резания 97 м/мин.

Оборудование, приспособление и инструмент: Станок вертикально-расточной 2Е78П. Расточная головка 70-6510-1501. Резец с пластинкой ВК3. Нутромер индикаторный 50-100мм. Приспособление для настройки резцов 70-8701-1671.

Норма времени: Т_п.з. =46 мин. Т_шт. =11,4мин.

Исполнитель: токарь

Разряд: 3.

10)Слесарная операция

№ перехода Переход

1.Установить блок на стол

2.Обезжирить кольцо и поверхности посадочных отверстий под гильзы.

3.Нанести на кольцо тонкий слой эпоксидной композиции Компаунд К-115.

4.Установить кольцо в посадочное отверстие под гильзу.

5.Выдержать блок при комнатной температуре 10…12 ч.

Приспособление и инструмент: шпатель, оправка, молоток 0,5 кг.

Норма времени: Т_п.з. =13 мин. Т_шт. =1мин.на одно отверстие

Исполнитель: слесарь

Разряд: 2.

11)Слесарная операция

№ перехода Переход

1.Установить блок на стенд ОР-12241

2.Запрессовать втулки распределительного вала

Оборудование: Стенд ОР-12241

Норма времени: Т_п.з. =4,0 мин. Т_шт. =10,8мин.

Исполнитель: слесарь

Разряд: 2.

Обоснование выбора базовых поверхностей и технологического оборудования.

Выбор технологических баз при разработке структуры технологического маршрута и формировании операции является сложной инженерной задачей, которая для восстановления деталей приобретает особое значение, так как зачастую приходится иметь дело с изношенными конструкторскими

базовыми поверхностями.

При выборе базовых поверхностей руководствуемся следующими правилами:

1)Принцип совмещения баз, т.е. когда в качестве установочной базы применяется измерительная поверхность (база) и конструкторская поверхность.

2)Принцип неизменности баз, когда при обработке на всех технологических операциях в качестве установочных баз используется одна и та же поверхность.

Технологическое оборудование выбираем из следующих соображений: возможность обработки детали заданной формы и габаритов; обеспечение необходимой точности обработки; соответствие станка требуемой мощности необходимой для обработки; наименьшая трудоёмкость обработки; наличия данного оборудования на ремонтных предприятиях.

1)Моечная операция.

Оборудование: установка 9788А, машины для очистки ОМ-5287, ОМ-5288.

2)Контрольно-дефектовочная операция.

Оборудование, приспособление и инструмент: Стенд для гидроиспытаний 12328. Стол 3702-08А. Штангенциркуль ШЦ-1-125-0,1. Нутромер индикаторный 100-150мм. Нутромер индикаторный 50-100мм. Индикаторное приспособление.

3)Слесарная операция.(снятие и клеймение крышек коренных подшипников)

Оборудование, приспособление и инструмент: Гайковёрт ИП-3102. Комплект цифр 7858-0005 Ц12 ГОСТ 15999-70. Молоток 7850-0118 Хим.Окс.прм ГОСТ 2310-77.

4)Слесарная операция.(выпрессовка втулок распределительного вала)

Оборудование: Стенд ОР-12241

5)Фрезерная операция.(фрезеровка плоскостей разъёма крышек коренных подшипников)

Оборудование, приспособление и инструмент: Станок горизонтально-фрезерный 6Н81. Фреза торцовая.

Установочные базы: опорные плоскости под гайки.

Измерительные базы: внутренняя поверхность под вкладыш.

6) Слесарная операция.(установка крышек коренных подшипников)

Оборудование, приспособление и инструмент: Гайковёрт многошпиндельный ОР-12242. Ключ боковой 700-2000 ГОСТ 7068-54. Головка 7812-0493 Хим.ОКС.прм ГОСТ 3529-75.

7) Расточная операция.(расточка гнёзд коренных подшипников)

Оборудование: Станок агрегатный односторонний двухшпиндельный горизонтально-расточной 11А774.

Установочные базы: плоскость разъёма с поддоном картера и два технологических отверстия.

Измерительные базы: два крайних отверстия под гнёзда коренных подшипников.

8) Расточная операция.(растачивание с двух сторон гнезда переднего коренного подшипника)

Оборудование, приспособление и инструмент: Станок горизонтально-

расточной 2М614. Приспособление 70-7460-1501. Державка 70-6301-1503. Резец 2142-0173 ВК8 ГОСТ 9795-73. Калибр 70-8367-1504. Скоба 70-8101-1537. Приспособление для контроля 70-8731-1543, 70-8731-1544.

Установочные базы: плоскость разъёма с поддоном картера и два технологи-

ческих отверстия.

Измерительные базы: первое технологическое отверстие; первая коренная

опора.

9) Расточная операция.(расточка посадочных мест под гильзы цилиндров)

Оборудование: Станок вертикально-расточной 2Е78П.

Установочные базы: плоскость разъёма с поддоном картера и два технологических отверстия.

Измерительные базы: гнёзда коренных подшипников.

10)Слесарная операция.(установка кольца в посадочное отверстие под гильзу)

Инструмент: шпатель, оправка, молоток 0,5 кг.

11)Слесарная операция. (запрессовка втулок распределительного вала)

Оборудование: Стенд ОР-12241

Расчет механической операции.

В соответствии с принятыми способами восстановления для устранения всех дефектов мы применяем механическую обработку.

1.Определим параметры расточной операции (расточка гнёзд коренных подшипников).

Необходимо расточить внутреннюю цилиндрическую поверхность гнёзд коренных подшипников до диаметра D=79,5^+0,012 мм. На длине 45мм.

Расточку производим на станке горизонтально-расточном 2М614 борштангой с резцами из сплава ВК8.

Припуск на обработку равен h=0,1мм.

Число проходов, необходимое для снятия припуска:

где i – число проходов;

t – глубина резания, мм.

Подачу при растачивании выбираем по принятой глубине резания, вылету резца и обрабатываемому материалу из справочных данных.

Подача S=0,08 мм/об

Выберем скорость резания из справочных данных при растачивании углеродистой конструкционной стали резцом Т15К6 без охлаждения: V=186 м/мин

Откорректируем скорость резания для наших условий обработки:

V=V∙k_м ∙k_х ∙k_мр ∙k_ох

где k_м - поправочный коэффициент в зависимости от марки

обрабатываемого материала.

k_х – поправочный коэффициент в зависимости от характера заготовки и состояния её поверхности.

k_мр – поправочный коэффициент в зависимости от марки режущей части резца.

k_ох – поправочный коэффициент в зависимости от применения охлаждения.

Восстанавливаемая деталь – блок цилиндров ЗИЛ – 130 изготовлена из серо-

го чугуна СЧ 18-36 НВ=170-229. Для расточки применяем резец из сплава ВК8. С учётом этого, поправочные коэффициенты будут иметь следующие значения:

k_м =0,8

k_х =0,75

k_мр =0,80 k_ох =1

Откорректированная скорость резания:

V=186∙0,8∙0,75∙0,80∙1=89 м/мин

Определим частоту вращения шпинделя:

2.Определим параметры расточной операции (расточка посадочных мест под гильзы цилиндров)

Необходимо расточить внутреннюю цилиндрическую поверхность верхнего посадочного отверстия под гильзу до D=127,4^+0.04 мм; на длине 20мм и внутреннюю цилиндрическую поверхность нижнего посадочного отверстия под гильзу до D=124,4^+0.04 мм; на длине 20мм.

Расточку проводим на станке вертикально-расточном 2Е78П резцом из сплава ВК3.

Определим припуск на обработку:

где h – припуск, мм

D – окончательный диаметр растачиваемого отверстия, мм.

d – первоначальный диаметр растачиваемого отверстия, мм.

Число проходов, необходимое для снятия припуска:

где i – число проходов;

t – глубина резания, мм.

Подачу при растачивании выбираем по принятой глубине резания, вылету резца и обрабатываемому материалу из справочных данных.

Подача S=0,15 мм/об

Выберем скорость резания из справочных данных при растачивании углеродистой конструкционной стали резцом Т15К6 без охлаждения: V=170 м/мин

Откорректируем скорость резания для наших условий обработки:

V=V∙k_м ∙k_х ∙k_мр ∙k_ох

Восстанавливаемая деталь – блок цилиндров ЗИЛ – 130 изготовлена из серо-

го чугуна СЧ 18-36 НВ=170-229. Для расточки применяем резец из сплава ВК3. С учётом этого, поправочные коэффициенты будут иметь следующие значения:

k_м =0,8 k_х =0,75

k_мр =0,95 k_ох =1

Откорректированная скорость резания:

V=170∙0,8∙0,75∙0,95∙1=97 м/мин

Определим частоту вращения шпинделя

Для расточки верхнего отверстия:

Для расточки нижнего отверстия принимаем такую-же частоту вращения шпинделя, что и для верхнего

2.5.Нормирование технологических операций.

Нормируемое время – это время полезной работы, связанной с выполнением производственного задания. Оно классифицируется на основное, вспомогательное, дополнительное и подготовительно-заключительное время. Все названные категории включают в состав технической нормы времени, которая выражена формулой:

Т_н =Т₀ +Т_доп +Т_пз / п_шт

где Т₀ – основное время, мин

Т_доп – дополнительное время, мин

Т_пз – подготовительно-заключительное время, мин

n _шт – кол-во деталей

Основное время – время, в течении которого происходит изменение формы, размеров, внешнего вида или внутренних свойств детали в результате какого-либо вида обработки.

Где в – диаметр обрабатываемой детали или инструмента, мм;

L = l + y – длина обрабатываемой поверхности детали с учётом врезания и перебега, мм;

l – длина обрабатываемой поверхности детали, мм;

y – величина врезания и перебега, мм;

i – число проходов, необходимое для снятия припуска на обработку;

S – подача, мм/об.;

N – число оборотов шпинделя в минуту;

Дополнительное время – время которое складывается из времени организационно-технического обслуживания рабочего места, времени перерывов на

отдых, естественные надобности и производственную гимнастику.

Где Т_доп – дополнительное время, мин;

К – процентное отношение дополнительного времени к оперативному.

Оперативное время – сумма вспомогательного и основного времени

Т_оп =Т₀ +Т_в ,

Подготовительно-заключительное время – время, затрачиваемое рабочим на подготовку к определённой работе и выполнение действий, связанных с её окончанием.

Т_пз – задаётся на всю партию деталей, при включении в норму времени на одну деталь его следует разделить на количество деталей в партии.

Т_в – вспомогательное время – время, затрачиваемое на различные вспомогательные действия обеспечивающие выполнение основной работы (установка, крепление и снятие обрабатываемой детали, настройка оборудования и т.д.)

1.Определим норму времени на расточную операцию. (расточка гнёзд коренных подшипников)

Необходимо расточить внутреннюю цилиндрическую поверхность гнёзд коренных подшипников до диаметра D=79,5^+0,012 мм. На длине 45мм.

Из табличных данных врезание и перебег составляет 2 мм при глубине резания t=0,1 мм. Тогда длина обрабатываемой поверхности:

L= l + y =45+2=47 мм.

Основное время:

Вспомогательное время – определим из справочных Т_в =1мин

Оперативное время: Т_оп =Т₀ +Т_в =1,69+1=2,69мин.

Дополнительное время:

Где К =8

Подготовительно-заключительное время: Т_пз =20мин.

Нормируемое время: Т_н =Т₀ +Т_доп +Т_пз / п_шт =1,69+0,2+20/1=22мин.

2.Определим норму времени на расточную операцию (расточка посадочных мест под гильзы цилиндров).

Необходимо расточить внутреннюю цилиндрическую поверхность верхнего посадочного отверстия под гильзу до D=127,4^+0.04 мм; на длине 20мм и внутреннюю цилиндрическую поверхность нижнего посадочного отверстия под гильзу до D=124,4^+0.04 мм; на длине 20мм.

Из табличных данных врезание и перебег составляет 3,5 мм при глубине резания t=1,0 мм. Тогда длина обрабатываемой поверхности:

L = l + y =20+3,5=23,5 мм.

Основное время на одно отверстие:

Основное время с учётом расточки и верхнего и нижнего отверстий:

Т_о =2∙0,65=1,3мин

Суммарное основное время на все 8 цилиндров:

Т₀ =8∙1,3=10,4мин

Вспомогательное время – определим из справочных данных Т_в =19,2мин

Оперативное время: Т_оп =Т₀ +Т_в =10,4+19,2=29,6мин

Дополнительное время:

Где К =8

Подготовительно-заключительное время: Т_пз =46мин.

Нормируемое время: Т_н =Т₀ +Т_доп +Т_пз / п_шт =10,4+2,4+46/1=58,8мин.

Технико-экономический анализ технологического процесса

Технико-экономический анализ технологического процесса выполним по технико-экономическому критерию, который выражается неравенством:

С_В ≤ К_д ∙С_н

где С_В – стоимость восстановленной детали;

К_д – коэффициент долговечности, определяемый из отношения ресурса восстановленной и новой детали;

С_Н – рыночная цена новой детали.

Стоимость восстановленной детали рассчитываем по формуле:

С_В = С_ЗП + С_РМ + С_Э + С_НП + С_О

где С_ЗП – стоимость трудовых затрат;

С_РМ – стоимость ремонтных материалов;

С_Э – стоимость затрат по электроэнергию;

С_НП – накладные общепроизводственные расходы;

С_О – стоимость амортизации основных производственных фондов в расчёте на единицу продукции.

С_В = С_ЗП + С_РМ + С_Э + С_НП + С_О = 2400 + 600 +300+450 +350 =4100руб.

Принимаем С_В = 4100руб, К_д = 1,0 и С_Н = 35000 руб, тогда неравенство принимает вид:

4100 ≤ 1,0∙35000

Исходя из этого неравенства, можно сделать вывод, что восстановление такой детали, как блок цилиндров экономически целесообразно.

3.РАЗРАБОТКА КОНСТРУКЦИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРИСПОСОБЛЕНИЯ.

3.1.Анализ известных конструкций приспособлений.

В этом разделе курсового проекта проведен анализ и предложены некоторые предложения по улучшению такого технологического приспособления как стенда для проверки герметичности водяной рубашки блока.

Кроме этого в рамках данного раздела был разработан комплект оправок необходимых для ремонта блока цилиндров ЗИЛ-130, представленных в графической части. В этот комплект входят оправка для запрессовки гильзы в блок и оправки необходимые для установки ремонтных колец в отверстия под гильзы. Для того чтобы не повредить посадочных мест и торца гильзы оправка для запрессовки гильз имеет мягкую прокладку, это может быть или резина или текстолит.

Ниже приведена конструкция и принцип работы стенда для гидравлического испытания блоков цилиндров модели 6601-2, наиболее распространенного на ремонтных предприятиях.

Стенд предназначен для испытания блока цилиндров двигателя ЗИЛ-130 на герметичность горячей водой под давлением.

Механизм 2 поворота стенда (рис.3.1) состоит из электродвигателя и чер­вячного самотормозящего редуктора. Поворотный стол 3 сварной конструкции оборудован роликами и фиксаторами для установки испытуемого блока цилинд­ров. К столу крепятся два качающихся боковых прижима 11 . Каждый боковой прижим представляет собой стальную плиту с приклеенной к ней резиновой на­кладкой, служащей для герметизации стыка прижима с блоком цилиндров. При­жим служит также для подачи воды в блок цилиндров, для чего он имеет внут­ренний канал. Один конец этого канала соединен с отверстием в резиновой накладке, совпадающим с отверстием в блоке цилиндров, а другой конец снабжен штуцером, через который по гибкому рукаву вода поступает в прижим. Второй боковой прижим имеет аналогичное устройство для слива воды из блока цилинд­ров. Каждый боковой прижим имеет на себе торцовый прижим 10 с резиновой пробкой, приводимый в движение гидравлическим цилиндром, и поворачивается двумя гидравлическими цилиндрами 4 качающегося типа.

Вода в блок подается с помощью водовоздушного баллона 1 . Отличительной особенностью стенда является подогрев воды в баллоне с помощью трубчатого электронагревателя и наличие стеклянной водомерной трубки.

Привод гидравлических цилиндров стенда осуществляется от насосной стан­ции, установленной под рольгангом 7, состоящей из бака 6, лопастного насоса 8 с электродвигателем 9. Гидравлические цилиндры управляются двумя электро­гидравлическими реверсивными золотниками 5.

Блок цилиндров по рольгангу 7 вручную подается на поворотный стол 3. Включением гидравлических золотников производят зажим блока цилиндров. По окончании хода гидравлических цилиндров включают подачу возду

ха в водо-воздушный баллон / и открывают края подачи во­ды в рубашку охлаждения блока цилиндров и контрольные краники на рукавах, отво­дящих воду из блока цилиндров. При появ­лении воды из краников их закры-

вают и приступают к осмотру блока цилиндров, поворачивая его в нужное положение с по­мощью механизма поворота. По окончании осмотра переключают воздушный кран на выпуск воды из блока цилиндров в водо-воздушный баллон. Момент окончания слива воды определяют по водо­мерному стеклу водо-воздушного баллона.

Переключением золотников производят отжим блока цилиндров и по рольгангу выкатывают его со стенда.

Техническая характеристика:

Рабочее давление воды в блоке цилиндров

кгс/см² 4

Усилие зажима, кгс;

верхнего 100

бокового 155

торцового 194

Тип зажима гидравлический

Рабочее давление зажима, кгс/см² 35

Привод поворота блока цилиндров электромеханический

Частота вращения блока цилиндров, об/мин 4,07

Углы поворота блока цилиндров, град:

на себя 90

от себя 120

Редуктор поворота червячный

Электродвигатель механизма поворота:

тип А2-41-6

мощность, кВт 1,0

частота вращения, об/мин 930

Наcoc гидравлической системы Л1Ф-25

3.2.Обоснование и реализация принятых решений по модернизации конструкции.

Недостаток представленной конструкции в том, что она приспособлена для испытания блоков в сборе с гильзами. На специализированных же предприятиях блоки обычно ремонтируют без гильз. Этот недостаток учтён при разработке конструкции, представленной ниже. Она позволяет проводить гидравлические испытания блоков цилиндров без установленных гильз.

Плита 7 (рис.3.2) к верхней плоскости блока прижимается гидравлическим прессом 20 т, у которого увеличивают длину стоек, при­варивая к ним встык пластины 3. Плита шарнирно со­единена со штоком 5 пресса. Клапан масляного насоса пресса отрегулирован так, чтобы шток создавал усилие около 7 т. Так же как и представленный выше стенд, рассматривае­мый стенд имеет набор плит и фланцев для перекрытия отверстий в стенках водяной рубашки блоков цилиндров различной конструкции.

Плиты — сварной конструкции, изготовлены из листо­вой стали толщиной 12 мм . У каждой плиты имеются резиновая прокладка 6 и кран для выпуска воздуха из водяной рубашки при заполнении ее водой (на рисунке не показан). К плитам на штангах 5 прикреплены пробки 4, закрывающие нижние отверстия под гильзы. Проб­ки изготовлены из алюминиевого сплава. Стенд снабжен центробежным насосом 13 для быстрого накачивания воды в водяную рубашку блока цилиндров. Водяную рубашку опрессовывают ручным насосом 14. . Три подпружиненные опорные секции 2 с роликами служат для подачи блока на стенд по рольгангу при поточном ремонте.

Перед опрессовкой блока цилиндров закрывают флан­цами отверстия в стенках водяной рубашки. В канавки нижних отверстий под гильзы цилиндров устанавливают резиновые уплотнительные кольца. Блок цилиндров по рольгангу подают на стенд. К одной из заглушек 10 при­соединяют патрубок шланга для подвода воды от насо­са. Движением штока пресса плиту 7 накладывают на верхнюю плоскость блока, при этом подпружиненные секции

с роликами под действием усилия пресса опуска­ются и блок размещается на столе 12 пресса. Одновре­менно пробки 4 входят в отверстия под гильзы и прижимаются к уплотнительным кольцам, обеспечивая надежную герметичность в этом месте. Для предупреж­дения срезания резиновых уплотнительных колец пробки изготовлены конусными с фасками на концах. Плиту прижимают штоком пресса к верхней плоскости.

При помощи центробежного насоса заполняют водяную рубашку водой до появления её из крана в плите, затем кран перекрывают, а центробежный насос выключают. Ручным насосом доводят давление до 4 ат, выдер­живают его не менее 1 мин и осматривают стенки водяной рубашки. Не допускаются течь воды, потение в сварных швах и других местах стенок водяной рубашки.

После испытания блока открывают кран в плите и выпускают воду из водяной рубашки. Штоком пресса поднимают плиту с пробками в исходное положение. В это время подпружиненные ролики стенда приподни­мают блок до уровня остальных роликов рольганга. За тем отсоединяют водоподводящий патрубок от заглушки, и блок цилиндров подают на рольганг, где с него снимают заглушки и уплотнительные кольца.

ИСПОЛЬЗОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА

1. Безбородов И.А. Основы производства и ремонт автомобилей. Методологические основы проектирования технологических процессов восстановления и упрочнения деталей машин: Методическое пособие. – 2-е изд., перераб. и доп./Новосиб. гос. аграр. ун-т. – Новосибирск, 2006. – 130 с.

2. Надёжность и ремонт машин /В.В.Курчаткин, Н.Ф.Тельнов, К.А.Ачкасов и др.; Под ред. В.В.Курчаткина. – М.: Колос, 2000. – 776 с. (Учебники и учебные пособия для высших учебных заведений).

3. Румянцев С.И. Ремонт автомобилей. М; Транспорт, 1981-263 с.

4. Ремонт V-образных автомобильных карбюраторных двигателей. Подщеколдин М. И. и др. Изд-во «Транспорт», 1968 г., 1 – 176.

5. Справочно-методическое руководство по проектированию технологических процессов обработки деталей резанием / Новосиб. гос. аграр. ун-т. Инженер. ин-т; Сост.: М.Е.Перфилов, В.В.Коноводов, Р.В.Конореев. – Новосибирск, 2005. – 84 с.

6. Надёжность и ремонт машин: Методические указания по разработке технологического процесса восстановления деталей / Новосиб. гос. аграр. ун-т; Сост.: М.А. Анфиногенов. – Новосибирск, 2005. – 52 с.

7. Обработка металлов резанием. Под ред. Н.П.Зобнина. М; Изд-во МПС, 1962.