Metod_2542

Минимальный припуск на механическую обработку определяется расчетом или принимается по справочным таблицам.

Для деталей класса «Втулки» (гильзы цилиндров, втулки подшипников и др.) величина ремонтного размера определяется по формуле

Dðï Dí nw,

где Dн — номинальный размер гильзы.

Полученный расчетным путем ремонтный размер согласуется с техническими требованиями на ремонт деталей этого класса:

для валов

dpт dpп;

для гильз

Dpт Dpп,

где dpт и Dpт — табличные значения ремонтных размеров валов и гильз соответственно.

Количество ремонтных размеров для деталей данного класса рассчитывается по формулам:

для вала

n dí dmin ,

w

для отверстия

n Dmax Dн , w

где dmin и Dmax — минимально допустимый диаметр вала и максимально допустимый диаметр отверстия для вала и гильзы соответственно, мм.

Минимальный и максимальный диаметры вала и отверстия обусловливаются прочностью, жесткостью детали или степенью использования термически обработанного слоя.

203

3.5.2. Восстановление постановкой дополнительных деталей

Этот метод устранения дефектов применяется для ремонта деталей, имеющих износ посадочных поверхностей, — картера коробки перемены передач, вала, оси, ступицы и др.

Пример восстановления посадочной шейки вала методом постановки дополнительной детали показан на рис. 3.44.

При этом технологический маршрут может включать следующие операции:

обтачивание изношенной шейки вала;

напрессовка ремонтной втулки;обработка втулки под номинальный или ремонтный размеры.

Для повышения надежности крепления втулки иногда предусматриваются дополнительные операции: сварка; постановка штифтов и т.д.

Для обеспечения необходимого натяга в сопряжении втулка — вал и предотвращения трещин во втулке необходимо:

величину натяга определять расчетным путем или по таблицам;

при напрессовке втулки без нагрева применять смазку сопрягаемых поверхностей;

прессовую операцию выполнять при усилии, равном расчетному, Н:

P f dLp ,

где f — коэффициент трения; d — диаметр контактирующих поверхностей, м; L — длина сопрягаемых поверхностей, м; р — удельное контактное давление, Па.

При напрессовке втулок на стальной вал коэффициент трения можно принимать следующей величины:

204

Диаметр контактирующих поверхностей можно определить по формулам:

для вала, мм,

d = dнм 2 ;

для втулки, мм,

D = Dнб + 2 ,

где dнм — наименьший предельный размер вала по рабочему чертежу, мм; Dнб — наибольший предельный размер гильзы по рабо-

чему чертежу, мм; — толщина стенки ремонтной втулки, мм. При расчете толщины стенки втулки необходимо учитывать

припуск на механическую обработку после ее запрессовки или напрессовки.

Удельное контактное давление можно определить по формуле

где — максимальный расчетный натяг, мкм; d — диаметр сопряжения, м; Е1 и Е2 — модули упругости материала охватываемой и охватывающей деталей, Па; С1 и С2 — коэффициенты охватываемой и охватывающей деталей:

где d0 — диаметр отверстия охватываемой детали (для вала сплошного сечения d0 = 0); D — наружный диаметр охватывающей детали, мм; 1 и 2 — значения коэффициента Пуассона для охватываемой и охватывающей деталей (для стали 1 = 2 0,3).

Значения коэффициентов С1 и С2 приводятся в справочной литературе [26].

3.5.3. Ремонт заменой части деталей

Этим способом ремонта устраняются дефекты дорогостоящих деталей. Изношенная часть детали удаляется, а вновь изготовленная соединяется с деталью с помощью сварочных операций, свинчиванием, запрессовкой и др.

205

Примером такой технологии может служить процесс ремонта ротора турбокомпрессора дизельных форсированных двигателей. При этом взамен отрезанной части вала присоединяется сваркой трением вновь изготовленная часть этой детали.

При разработке технологического процесса следует придерживаться приведенной ниже последовательности этапов проектирования.

3.5.3.1. Исходные данные

Исходные данные для разработки (проектирования) технологического процесса механической обработки детали обычно включают:

рабочий чертеж детали, технические условия на ее изготовление и контроль;

ремонтный чертеж детали и технические условия на ее приемку;

годовую программу выпуска деталей;

информацию о структуре станочного парка предприятия и загрузке станков;

справочники и каталоги по оборудованию, технологической оснастке, режимам резания и режущему инструменту, альбомы типовых технологических процессов и др.

3.5.3.2.Технологический контроль чертежа

ианализ исходных данных

Впроцессе технологического контроля ремонтного чертежа делается заключение о правильности разработки этого документа, целесообразности и обоснованности требований к точности и качеству обрабатываемых поверхностей, возможности соблюдения технических условий на ремонт детали и выполнения производственной программы в данных условиях. На данном этапе проектирования идет процесс согласования отдельных требований и решений с конструкторским отделом (бюро) и отделом главного механика завода.

206

3.5.3.3. Выбор видов и методов механической обработки детали. Построение технологического маршрута

В зависимости от величины припуска, режимов резания и шероховатости обрабатываемой поверхности различают следующие виды механической обработки:

черновую;

чистовую;

отделочную;

доводочную.

При проектировании технологического процесса виды обработки выделяются в самостоятельные этапы. Такой подход к построению технологического процесса позволяет повысить точность обработки.

Каждый вид обработки может осуществляться несколькими методами. Методы достижения заданного параметра шероховатости при обработке отверстия представлены в табл. 3.33.

Из табл. 3.33 видно, что при чистовой обработке отверстия различными методами можно получить примерно одинаковые результаты.

Достаточно полный набор методов обработки наружных цилиндрических поверхностей и отверстий рекомендует справочник технолога-машиностроителя [27].

207

В ремонтном производстве могут встречаться случаи, когда черновые (предварительные) виды обработки не включаются в технологический процесс. При этом в качестве исходного параметра принимаются нижние предельные значения предшествующего вида и метода обработки.

Разделение операций на черновые, чистовые и отделочные происходит на этапе разработки технологического маршрута.

Технологический маршрут определяет последовательность выполнения операций: операции, требующие снятия больших объемов металла, больших припусков, выполняются в начале обработки, чистовые — в конце.

Разделение операций на черновые и чистовые и выполнение черновых (обдирочных) работ в начале обработки объясняется рядом причин. После снятия чернового припуска могут быть обнаружены ранее скрытые дефекты: раковины, рыхлоты, трещины и т.д. В результате удаления с поверхности восстанавливаемой детали большого слоя металла происходит перераспределение внутренних напряжений и последующее коробление, деформация заготовки. Для более полного проявления этих деформаций необходимо дистанцировать во времени черновую обработку от чистовой.

При черновой обработке на заготовку действуют значительные силы резания, которые вызывают упругие деформации элементов системы «Станок – Приспособление – Инструмент – Деталь», соответственно, и большие погрешности. Поэтому достижение высокого квалитета точности размеров или высокой степени точности формы детали при черновой обработке становится невозможным.

При чистовой обработке коробление и упругие деформации обычно незначительны.

Разделение операций на черновые и чистовые позволяет специализировать станки и не допускать загрузки точных и прецизионных станков черновыми видами обработки.

Первыми в технологическом маршруте должны стоять операции по обработке базовых поверхностей (опорных и установочных), которые в дальнейшем будут использоваться как технологические и измерительные основы.

Затем обрабатываются другие поверхности детали в последовательности, обратной квалитету их точности. Заканчивается обработка поверхностью, которая должна быть наиболее точной. В

208

конец маршрута часто выносится обработка легкоповреждаемых поверхностей (резьба и т.п.).

Последовательность обработки в значительной степени зависит от системы простановки размеров на чертеже. В первую очередь следует обрабатывать ту поверхность, относительно которой координировано наибольшее количество других обрабатываемых поверхностей детали.

На первом этапе технологического маршрута предусматриваются черновые токарные, фрезерные, протяжные операции. Затем выполняются сверление, зенкерование, чистовое точение, фрезерование, развертывание и другие виды чистовой обработки.

Последними выполняют операции, обеспечивающие заданные чертежом точность размера и шероховатость поверхности после термической обработки: тонкое точение (растачивание), шлифование, хонингование, суперфаниширование, доводку и т.д.

Маршрутный технологический процесс оформляется в маршрутных картах, в которых дается перечень операций, последовательность их выполнения, приводятся данные о детали-заготовке, сведения о применяемых станках, приспособлениях и инструментах.

Нормы времени принимаются по опытно-статистическим данным (приближенно).

Маршрутная технологическая карта может дополняться картами эскизов детали, на которых деталь изображается в обработанном виде, — результат данной операции.

3.5.3.4. Выбор технологических баз

Маршрутную технологию разрабатывают с одновременным выбором технологических баз, схем базирования и закрепления деталей на станке.

Базирование обеспечивает требуемое положение заготовки относительно системы координат станка.

Закреплением достигается постоянство положения заготовки при базировании ее путем приложения к ней сил.

При восстановлении деталей проблема выбора баз приобретает еще большее значение, так как приходится иметь дело с изношенными базовыми поверхностями.

Для базирования заготовок выбирают установочные технологические базы. Это могут быть совокупности поверхностей, линий

209

или точек, определяющих положение заготовки относительно станка, приспособления и инструмента.

Начало обработки восстанавливаемых деталей следует планировать с определения установочных технологических баз, назначаемых при изготовлении деталей на машиностроительном заводе, например центровые гнезда на валах и осях.

В тех случаях, когда заводские установочные технологические базы оказываются изношенными или испорченными, приходится назначать черновую базу. В качестве черновых установочных баз могут быть выбраны поверхности заготовки, либо вовсе необрабатываемые, либо обрабатываемые в дальнейшем, т.е. черновая установочная база должна по возможности обеспечить равномерное снятие припуска, быть гладкой, не иметь штамповочных и литейных уклонов.

Основные принципы и правила выбора установочных технологических баз при проектировании технологического процесса механической обработки восстанавливаемой детали остаются теми же, что и в машиностроении:

принцип совмещения баз, т.е. в качестве установочной базы следует, по возможности, брать поверхности, являющиеся конструкторскими и измерительными базами, например, центральное отверстие и торец ступицы зубчатого колеса, шкива и т.д.;

принцип постоянства баз, т.е. использование на всех операциях технологического процесса одних и тех же поверхностей.

Принципы совмещения и постоянства баз совпадают в тех случаях, когда выдерживаемые при обработке размеры проставляли от одной измерительной базы.

При выборе установочных баз необходимо обеспечивать требуемую ориентацию заготовки в приспособлении. Для этого количество и расположение установочных элементов должно быть таким, чтобы заготовка была лишена шести степеней свободы, т.е. она не должна перемещаться и вращаться относительно трех координатных осей (рис. 3.45). Такое правило выбора установоч-

ных баз называется правилом шести точек.

Увосстанавливаемых деталей технологические базы могут быть повреждены или отсутствовать. В этом случае в технологи-

210

ческом процессе в первую очередь должны быть предусмотрены операции для обработки таких поверхностей.

Рис. 3.45. Схема базирования заготовки по шести установочным элементам (штифтам)

3.5.3.5.Определение межоперационных припусков

иразмеров

От правильности выбора припуска на механическую обработку зависит точность обработки и экономичность технологического процесса. Обычно при разработке технологического процесса рассчитывают или выбирают минимальный припуск Zmin, т.е. такой припуск, который позволял бы устранить все погрешности, допущенные при выполнении предшествующего перехода. Таким образом, величина Zmin должна быть больше суммы всех погрешностей предшествующего перехода.

При восстановлении деталей под ремонтный размер, как и при их изготовлении, величину припуска на сторону рассчитывают по формуле

Zmini RZi 1 Ti 1 i2 1 i2 ,

где RZi 1 — глубина рисок или шероховатость поверхности, полу-

ченная на предшествующем переходе, мкм; Тi–1 — глубина дефектного слоя (для изношенных деталей может быть принята

равной 50 мкм); i–1 — погрешность расположения обрабатываемой поверхности относительно базовых (для вала — это биение обрабатываемой поверхности, для втулки — разностенность и т.д.);i — погрешность установки на выполняемом переходе, рассчитывается по формуле

i 2 i 2i 2 i 2 i ,

á ç ïð ô

211

где бi — погрешность базирования на выполняемом переходе (принимается по данным табл. 3.34); зi — погрешность закрепле-

ния, мкм; прi — погрешность приспособления, мкм; фi — погрешность формы поверхности (эллипсность, эксцентриситет и т.д.).

В тех случаях, когда погрешность базирования равна нулю, погрешность установки детали в приспособлении без выверки и с выверкой может быть определена соответственно по данным табл. 3.35 и 3.36. В случаях, когда погрешность базирования не равна нулю, погрешность установки определяется сложением погрешности базирования и табличной величины по правилу квадратичного корня.

212