Определение припусков на обработку

Определение припусков на обработку при восстановлении вибродуговой наплавкой шатунных шеек коленчатого вала.

Ремонт требуется при диаметре менее Д_доп=71,95. Принимаем ориентировочно диаметр изношенной поверхности Д_изн=70,0. Перед наплавкой шейки шлифуют для придания правильной геометрической формы.

Припуск на предварительное черновое точение δ₁= 0,1 мм (на сторону), принимаем δ₁= 0,1 мм

Диаметр минимальный составит:

 

Д_мин=Д_изн-2∙δ₁=70,0 - 2 ∙ 0,1=69,8 мм                              (2)

 

На этот размер наплавляется слой толщиной Н.

После наплавки деталь обрабатывается до размера по рабочему чертежу шлифованием. Точение проводится в одну стадию:

черновое - для для обдирки наружной сварочной корки δ₂ = 0,2-0,4 мм.

Принимаем δ₂=0,4 мм.

Номинальный диаметр:

Д_ном=72 ; принимаем Д_ном=70 мм.

Диаметр наплавленной детали составит:

 

Д_мах= Д_ном+ 2 ∙ δ₂ = 72 + 2 ∙ 0,4= 72,9 мм              (3)

 

Толщина наплавленного слоя:

 

Н= Д_мах - Д_мин /2 = 72,9 - 69,8 / 2 = 1,55 мм.           (4)

 

Результаты расчета:

Шлифование до наплавки:

с Д_изн=70,0 до Д_мин =69,8; припуск δ₁= 0,1 мм

наплавка:

с Д_мин =69,8 до Д_мах=72,9; толщина наплавленного слоя Н=1,55 мм

шлифование после наплавки:

черновое с Д_мах=72,9 до Д₁=73; припуск δ₂=0,4 мм

 

Определение норм времени

Определение норм времени при шлифовании:

Основное время:

 

Т_о =Z∙ k ∙n_ш / n_и∙S_р = 0,06∙1,7∙4/140∙0,003=2,25 мин,                (5)

 

где Z - припуск на обработку на сторону, мм;

 

Z= Д_мах - Д_ном/2=72,9-72/2=0,06 (6)

 

n_и - частота обрабатываемой детали, об/мин

 

n_и=1000∙V_и / π∙Д = 1000∙30/3,14∙69,8=104                                        (7)

 

V_и - скорость изделия, м/мин;

Д - диаметр обрабатываемой детали, мм;

Согласовать частоту вращения с паспортными данными станка n_и=215 об/мин

S_р - радиальная подача (0,003);

n_ш - число шеек;

k - коэффициент учитывающий износ круга и точность шлифования;

k=1,1 - 1,4 при черновом шлифовании;

k=1,5 - 1,8 при чистовом шлифовании.

Вспомогательное время:

 

Т_в=Т_в^су+Т_в^пр=4,25+2,0=6,25 мин                                    (8)

 

где Т_в^су - вспомогательное время на снятие-установку детали (Т_в^су=1,0 мин);

Т_в^пр - вспомогательное время на подготовку к обработке детали;

Т_в^пр = 2,0+4∙0,45=4,25 мин

Дополнительное время:

 

Т_д=k∙(Т_о +Т_в)/100=9∙(2,25+6,25)/100=0,77 мин             (10)

 

где k - процент дополнительного времени, k=9%

Штучное время:

 

Т_шт= Т_о+ Т_в+ Т_д=2,25+6,25+0,77=9,27 мин                   (11)

 

Вывод: в смену на одном станке можно отшлифовать 480/9,27=52 валов, где 480 - продолжительность смены, мин;

для шлифования 66 валов необходимо 148/52=3 станка 3420.

Определение норм времени при вибродуговой наплавке:

Основное время:

 

Т_о =L∙i / n∙S=6∙1 / 3∙2,25=0,8 мин, на деталь Т_о =0,8∙4=3,2 мин. (12)

 

где L - длина наплавки, мм;

L= π ∙Д∙l /10∙S=3,14∙69,8∙61/1000∙2,25=6 (13)

Д - диаметр наплавляемой детали, мм;

l - длина наплавляемой шейки, мм;

S - шаг наплавки S=(1,2-2,0)∙d

Последовательность определения скорости наплавки (V_н):

диаметр электродной проволоки принимается в пределах 1-2 мм, d=1,5 мм;

плотность тока Д_а, А/мм² выбирается и зависимости от вида наплавки и диаметра проволоки;

Д_а=80 А/мм²;

коэффициент наплавки α_н(г/А∙ч) определяем по графику;

α_н=8 г/А∙ч;

сила сварочного тока:

 

I=0,785∙d²∙Д_а=1,7∙80=136 А; (14)

 

масса расплавленного металла:

 

G_рм=I∙α_н/60=136∙8/60=18 гр/мин; (15)

 

объем расплавленного металла:

 

Q_рм= G_рм/γ=18/7,5=2,5 см³/мин; (16)

 

где γ - плотность расплавленного металла, γ=7,5 гр/см²;

скорость подачи электродной проволоки:

 

V_пр= Q_рм/0,785∙d²=2,5/1,7=1,5 м/мин; (17)

 

подача (шаг наплавки):

 

S=(1,2-2)∙d=1,5∙1,5=2,25 мм/об; (18)

полученную величину согласовать с паспортными данными станка S=2,25 мм/об;

скорость наплавки:

 

Vн=0,785∙d²∙V_пр∙k∙а / H∙S=1,7∙1,5∙0,8 ∙0,8 / 1∙2,25=0,7 м/мин (19)

 

где k - коэффициент перехода металла на наплавленную поверхность, т.е. учитывающий выгорание металла, k=0,73-0,82 принимаем k=0,8;

а - коэффициент неполноты наплавленного слоя, а=0,79-0,95; а=0,8

- частота вращения детали:

 

n=1000∙ Vн / π∙Д=1000∙0,7/ 3,14∙69,8=3 об/мин. (20)

 

т.к. стандартная частота вращения шпинделя слишком большая для наплавки, то производим замену шестерен в гитаре станка, добиваясь передаточного отношения U=3;

i - количество слоев наплавки.

Вспомогательное время:

 

Т_в= Т_в1+Т_в2+ Т_в3=2+0,7+0,46∙5=3,16 мин, (21)

 

где Т_в1-вспомогательное время на установку и снятие детали, мин;

Т_в2 - вспомогательное время, связанное с переходом, для вибродуговой наплавки - 0,7 мин.

Дополнительное время:

 

Т_д=П∙(Т_о +Т_в) /100=15∙(3,2+3,16)/100=1 мин (22)

 

где П - процент дополнительного времени, П=11-15%

Штучное время:

Т_шт= Т_о+ Т_в+ Т_д=3,2+3,16+1=7,36 мин. (23)

 

Вывод: в смену на одном станке можно наплавить 480/7,36=65 вала, для наплавки 148 деталей необходимо 148/65=2 переоборудованный токарно-винторезных станков 1А616.