Маршрутная карта на восстановление вала

редуктора заднего моста автомобиля ВАЗ

(Наименование и последовательность операций)

1. Операция токарная (для снятия заусениц и задиров).

1.1. Установить деталь в центры (рифленый и вращающийся), закрепить.

1.1.1. Точить поверхность (1) выдерживая d=29мм. и l=30мм.

1.2. Снять деталь.

 

2. Операция наплавочная.

2.1. Установить деталь в центры токарно-винторезного станка с наплавочной головкой на суппорте.

2.1.1. Точить поверхность (1) выдерживая d=36мм. и l=30мм.

2.2. Снять деталь.

 

3. Операция токарная (предварительная).

3.1. Установить деталь в центры токарно-винторезного станка.

3.1.1. Точить поверхность (1) выдерживая d=32мм. и l=30мм.

3.1.2. Точить поверхность (2) выдерживая d=30,4мм. и l=30мм.

3.2. Снять деталь.

4. Операция шлифовальная.

4.1. Установить деталь в центры токарно-винторезного станка.

4.1.1. Точить поверхность (1) выдерживая d=30мм. и l=30мм.

4.2. Снять деталь.

5. Операция контрольная.

5.1. Установить деталь на призмы.

5.1.1. Проверить числовые значения размеров восстанавливаемых поверхностей в соответствии с рабочим чертежом.

5.2. Снять деталь.

Операция токарная

Для получения восстановленной поверхности детали более высокого качества и однородной по материалу рекомендуется перед наплавкой ее протачивать для устранения неровностей и задиров. Поверхности рекомендуется протачивать с уменьшением диаметра от номинального на 1-2мм. Принимаю 1мм, т.е. на сторону 0,5мм.

Назначаю режимы обработки. Глубина резания t=0,5мм., подача S принимается в зависимости от мощности станка, жесткости системы СПИД, прочности режущей пластины резца и державки, принимаю S=0,4мм/об [2], с.266, Табл.11. Подача корректируется по паспортным данным станка, т.к. для токарной операции принимаю токарно-винторезный станок 16К20, то S=0,4мм/об. Скорость резания рассчитывается по формуле:

 

 

 

где Сv – коэффициент резания и при наружном продольном точении проходными резцами с материалом режущей части резца Т15К6 (титана 15%, кобальта 6% и остальное карбид вольфрама). Принимаю Сv=350.

Принимаю m=0,2, х=0,15, у=0,35.

 

Кv – коэффициент учитывающий влияние материала заготовки, состояние поверхности, материала инструмента и т.д. В учебных целях принимаю равный 1.

 

 

Частота вращения детали рассчитывается по формуле:

 

При расчете получили n=2692

Расчетная частота вращения шпинделя корректируется с паспортными данными станка 16К20 и принимаю 1600.

Операция наплавочная

Автоматическая вибродуговая наплавка служит для восстановления изношенных поверхностей. Основным преимуществом является небольшой нагрев детали (около 100⁰С, малая зона термического влияния, возможность получения наплавленного металла с требуемой твердостью и износостойкостью без дополнительной термической обработки.

 

 

Рис. Автоматическая вибродуговая наплавка.

1. Обрабатываемая деталь. 2. Механизм подачи проволоки. 3. Барабан с проволокой. 4. Мундштук. 5. Схема двигателя для подачи проволоки.

Сущность процесса АВДН заключается в периодическом замыкании и размыкании находящейся под током электродной проволоки и поверхности детали. Каждый цикл вибрации поволоки включает в себя 4 последовательно протекающих процесса:

- короткое замыкание;

- отрыв электрода от детали;

- электрический разряд;

- холостой ход.

При отрыве электрода от детали на ее поверхности остается частичка приварившегося металла.

В качестве источника тока применяют низковольтные генераторы типа АНД 500/250 и АНД 1000/500.

В качестве наплавочных головок применяют УАНЖ – 5,6; ВДГ – 5 электромагнитные вибраторы, либо КУМА – 5 с механическим вибратором.

В качестве проволоки применяют Нn-60, 80, Св-08.

 

Скорость наплавки определяется опытным путем в зависимости от скорости подачи электродной проволоки.

 

v=(0,4-0,7)v_n

 

либо по формуле:

 

 

где d – диаметр электродной проволоки (принимается в зависимости от толщины наплавочного слоя) при толщине 3,5мм. d=2,5

  v_n – скорость подачи l 3,5мм/мин. Принимаю 3м/мин – 50 мм/с.

  К – коэффициент перехода электродной проволоки в наплавленный металл (0,8-0,9)

  h – заданная толщина наплавки;

  S – Шаг наплавки, зависит от d проволоки. Принимаю 2,8 мм/об.

По паспортным данным станка 16К20 максимальная подача 2,8мм/об.

 

  а – коэффициент, учитывающий отклонения фактической площади сечения наплавленного слоя от площади прямоугольника с высотой h. Принимаю 1.

 

 

Это значение соответствует требованиям на наплавку, где значения в пределах от 5 до 20 мм/с.

 

Частота вращения детали рассчитывается по формуле

и равна 13 об/мин.

Т.к. n_min шпинделя станка 16К20 составляет 12,5 об/мин, то близкие к этой величине расчетные частоты вращения округляются до 12,5 об/мин, либо станок оборудуется дополнительным редуктором снижающим частоту вращения шпинделя до 1-20 об/мин, либо до расчетного значения.

2.5 Операция токарная предварительная (черновая)

Режим обработки t=Z₁=2мм.

Скорость подачи рассчитывается по формуле:

 

Считаем

 

 

тогда частота вращения шпинделя будет равна (d_н/4 мм)

 

Частота вращения будет равна n=1618. Принимаю n=1600.

Тогда действительная скорость v будет равна

Действительная скорость равна v=101 м/мин

 

Сила резания. Принято раскладывать на составные по осям координат станка (см. рис.).

 

F_Z – тангенциальная (окружная)

F_Y – радиальная

F_X – осевая

 

F_Z=10 Cр t^x  S^y  vⁿ Кр; Н

 

где Ср – коэффициент резания [2] Табл.22 с.273

 

Ср=300, х=1, y=0,75, n=-0,15, Кр=1

Отсюда следует, что

F_Z=10 300 2¹  0,5^0,75  161^-0,15 1= 1664 Н

 

Тогда мощность резания рассчитывается по формуле:

 

 

Мощность электродвигателя р.n.ф.

 

Рdв = Рр/h=4,3/0,75=57 кВт.

 

По паспортным данным мощность двигателя токарно-винторезного станка 16К20 8 кВт.

Если нагрузка станка 75% и более, то станок выбран правильно. При меньшей загрузке необходимо принять станок меньшей мощности двигателя, в противном случае увеличивается потребление реактивной энергии, т.е. уменьшается СОS.