Оборудование и оснастка рабочего места.

1 Наплавочная установка в комплекте (токарный станок, наплавочная

головка, источник сварочного тока, пульт управления).

    2 Проволока электродная стальная углеродистая пружинная 11-1.8.

     3 Молоток слесарный 0,5 кг; молоток медный 0,5 кг; зубило слесарное,
плоскогубцы комбинированные, ключ гаечный, разводной № 2,
ключи гаечные открытие 10 х 12; 11 х 14; 17 х 19; 22 х 24; 24 х 27 мм;
индикаторная головка на стойке, штангенциркуль ШЦ-И-250-0,05.

    4 Фартук, рукавицы, защитный экран, щетка-сметка.

 

Краткие сведения о восстановлении деталей вибродуговой наплавкой.

 

Сущность способа вибродуговой наплавки деталей состоит в том, что электродная проволока подается из кассеты к наплавляемой поверхности специальным механизмом, который одновременное подачей проволоки вниз, к детали, придает ей колебательные движения с определенной частотой (50—100 Гц) и амплитудой (до 3 мм). К детали н электродной проволоке подводится ток 80—ЗООА при напряжении 12—20В. В место соприкосновения проволоки с деталью подаются охлаждающая жидкость, защитный газ или флюс. Процесс может вестись и без защиты дуги.

Цикл наплавки включает в себя короткое замыкание (в момент касания электродом детали), горение дуги (во время отрыва электрода от детали) и холостой ход (от момента, когда дуга погасла, до следующего короткого замыкания).

При включении в цепь тока индуктивности нарастание и падения импульсов тока сглаживаются, длительность и устойчивость горения дуги возрастают

Качество наплавленного металла и производительность процесса зависят от положения электрода 2 (рис. 28) относительно детали 3, определяемого углами а и (3 и величиной вылета а; а= 40 — 90О — угол наклона электрода к оси вращения детали в вертикальной плоскости. С увеличением угла улучшается свариваемость валика I с основным металлом, но ухудшается свариваемость валиков между собой; а = 10 -ь 15 мм — вылет электрода, (3 = 35-н50° — угол наклона электрода в поперечной плоскости для деталей диаметр которых менее 40 мм, 8= 35О.

Вибрация электрода уменьшает тепловое воздействие на деталь, а охлаждающая жидкость позволяет получить наплавленный металл с закаленной структурой. Более качественные результаты получаются при наплавке металла постоянным током обратной полярности. Достоинства способа: незначительная по глубине зона термического влияния; незначительная деформация -деталей после наплавки; высокая твердость и износостойкость покрытия; высокая производительность процесса; возможность получения покрытия различной толщины и механических свойств.

Недостатки способа: металл шва пористый, неплотный, с большим количеством окислов, неоднородной структуры, что снижает усталостную прочность деталей до 60% и более. Указанные недостатки в определенной степени компенсируются термомеханическим упрочнением.

Технологические особенности способа. Вибродуговая наплавка применяется для восстановления деталей из стали н чугуна, их наружных и внутренних цилиндрических поверхностей, а также резьбовых поверхностей и шлицев (распределительные валы, крестовины кардана и дифференциала, разжимные кулаки переднего н заднего тормозных механизмов, фланцы карданного и ведомого вала КП и др.). Наплавляемый слой 0,3—2,0 мм при диаметре детали 15мм и более. При восстановлении деталей с износом меньше 0,1 мм поверхность детали проточить или прошлифовать до 0,15—0,20 мм на сторону. Параметры режима наплавки. Режим вибродуговой наплавки обуславливается рядом электрических и кинематических параметров, от которых в конечном итоге зависят производительность, толщина и качество наплавленного слоя, его связь с основным металлом, износостойкость, усталостная прочность.

К электрическим параметрам относятся род тока и полярность, напряжение, индуктивность сварочного контура цепи.

Кинематическими параметрами являются скорость наплавки V_н, скорость подачи электродной проволоки V_пр, шаг наплавки S, частота вращения детали n, частота и амплитуда колебания электродной проволоки, место подвода проволоки к детали (углы α b β), а также количество и состав охлаждающей жидкости или защитного газа, диаметр детали d и проволоки.

Разработка режима наплавки и определение нормы времени на операцию.

1 Рассчитать толщину наплавки t, мм.

t = Δ_изн + а,

где Δ_изн - величина износа поверхности детали, мм;

а - припуск на обработку, мм (для шлифования 0,6 мм, для точения 1,5 мм на сторону).

 

2 Подобрать материалы: электродная проволока 2 кл. (ГОСТ 10543-82),
d₃ = 1,6-5-1,8мм; охлаждающая жидкость, подача 0,5 ÷ 0,7 л/мин.

3 Выбрать шаг наплавки S = (1,5 ÷2,0) d₃ мм/об.

4 Назначить плотность тока Да, коэффициент наплавки α_n и рассчитать силу тока I: Да = =80÷90 А/мм2; α_Н = 6,5 ÷ 8,2 Г/(А·ч); I = 0,785 Д_д.
Определить массу расплавленного металла

6  Определить объём расплавленного металла.

где Y -плотность расплавленного металла, г/смЗ.

7  Рассчитать скорость (в м/мин) подачи электродной проволоки Vпр и
скорость наплавки Vн:

 

где К1 - коэффициент, учитывающий выгорание или разбрызгивание металла; КЗ - коэффициент полноты наплавляемого слоя. Примечание. При наплавке в жидкости К1 =0,73-0,92; К2=0,79-0,95.

8  Рассчитать частоту вращения наплавляемой детали

9 Определить параметры установки электродной проволоки:
вылет электрода а = (5 ÷ 10) d ₃;

угол наклона при наплавке галтелей α = 45 ÷ 60°; при наплавке без галтелей α=900;

смещение электрода где l - длина окружности наплавляемой детали;   

амплитуда вибрации А = (0,75 ÷ 1,00)d₃, мм;

угол наклона электрода в поперечной плоскости β = 30-45°.

10 Основное время

٫

где L- длина наплавки, мм; i - количество слоев наплавки; V_н - скорость наплавки, мм/мин (при наплавке шлицев продольным способом).

 

Отчет по работе 3

 

1 Характеристика распределительного вала:

Наименование двигателя	Материал детали	Термическая обработка	Твердость

 

Номинальные диаметры опорных шеек, мм:

1-й __________________________ 3-й _______________________________

2-й  ___________________________ 4-й _______________________________

 

Номинальная высота кулачков, мм:

выпускного___________________________

впускного ____________________________

Допустимое биение средних шеек распределительного вала, мм_______ Оборудование, приборы, инструменты и их краткие характеристики__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

 

3 Дефекты, установленные внешним осмотром ___________________

_____________________________________________________________

_____________________________________________________________

 

4 Результаты измерения распределительного вала

 

Схема замеров	Пояс измерений	Плоскости измерения	№ шейки вала
			1	2	3	4
	1	Параллельно оси шпоночной канавки
		Перпендикулярно к оси шпоночной канавки
		Овальность
	2	Параллельно оси шпоночной канавки
		Перпендикулярно к оси шпоночной канавки
		Овальность

 

Схема замеров	Наименование кулачка	Пояса замеров	№ кулачков
			1	2	3	4	5	6	7	8
	Впускной	По высоте а
		По диаметру b
		h = a - b
	Выпускной	По высоте а
		По диаметру b
		h = a - b

 

Наибольшее биение средних опорных шеек, мм____________

Наибольшая овальность опорных шеек, мм________________

Наибольший износ опорных шеек, мм____________________

Наибольший износ кулачков, мм:

       впускного ______________________

       выпускного ____________________

 

Заключение студента о степени износа распределительного вала (брак, годный или требует ремонта) с указанием способа и маршрута ремонта:

по результатам внешнего осмотра________________________________

_____________________________________________________________

по результатам  измерений_____________________________________

_____________________________________________________________

 

 

«_____» ________________ 20__г.

 

Подпись студента ___________ Подпись преподавателя_____________

 

 

Контрольные вопросы

1 При вибродуговой наплавке электродная проволока совершает колебательные движения с частотой:

1 5-10Гц

2 10-50 Гц

3 50-100 Гц

2 При вибродуговой наплавке к детали подводится электрический ток под напряжением:

1 12-20В

2 220 - 250 В

3 380 В

3 Величина тока при вибродуговой наплавке составляет:

1 5-20А

2 20 - 80 А

3 80 - 300 А

4 Цикл наплавки осуществляется в следующей последовательности:

1 короткое замыкание - холостой ход - горение дуги

2 короткое замыкание - горение дуги - холостой ход

3 горение дуги - короткое замыкание - холостой ход

5 Вибрация электрода при наплавке позволяет:

1 уменьшить тепловое воздействие на деталь

2 получить плотную структуру шва

3 повысить твердость наплавляемой детали

6 Укажите недостаток способа электродуговой наплавки:

1 незначительная зона термического влияния

2 незначительная деформация деталей

3 металл шва пористый

7 Вибродуговая наплавка применяется для восстановления деталей из:

1 стали и чугуна

2 алюминия, стали и чугуна

3 цветных металлов

8 Толщина слоя наплавки металла зависит от:

1 величины износа детали, коэффициента запаса прочности
детали

2 припуска на обработку, коэффициента запаса прочности детали

3 величины износа детали, припуска на обработку

9 Шаг наплавки зависит от:

1 диаметра детали

2 диаметра электрода

3 силы сварочного тока

10 Сила тока при вибродуговой наплавке зависит от:

1 диаметра электрода

2 диаметра детали, плотности тока

3 плотности тока, диаметра электрода

11 Масса расплавленного металла зависит от:

1 силы тока, коэффициента наплавки

2 силы тока, диаметра электрода

3 силы тока, шага наплавки

12 Скорость подачи электродной проволоки зависит от:

1 силы тока, диаметра детали

2 объема расплавленного металла, диаметра электрода

3 силы тока, шага наплавки

 

Практическая работа 4

Восстановление клапана.

Цель: Отработать навыки восстановления клапанов

 

Задание: Произвести ремонт клапана

Содержание работы: изучение оборудования, инструмента, конструктивно-технологической характеристики клапана двигателя, вероятных дефектов и возможных способов их устранения, проектирование, оформление и выполнение шлифовальной операции.

 

Оборудование и оснастка рабочего места: настольный шлифовальный станок Р-108 с принадлежностями, верстак-подставка, прибор для контроля клапанов, шлифовальные круги ПП 125x10x32 24А40ПС2-СТ19К5А и ШЦ-II-250-0,05, шаблон для контроля угла фаски, шаблон для контроля цилиндрической части головки клапана.

Конструктивно-технологическая характеристика выпускного клапана двигателя. Клапан относится к классу прямых круглых стержней с фасонной поверхностью. Заготовку получают горячей штамповкой в закрытых штампах из стали марки 40Х9С2, подвергают изотермическому отжигу и после предварительного механической обработки закаливают на твёрдость HRC 40-48. Окончательная обработка - шлифование.

Вид и характер дефектов, способы ремонта. В процессе работы двигателя на клапан воздействуют силы трения, вибрация, агрессивность среды, удары при посадке в седло, что вызывает появление износа (Δ_изн до 0,08 мм, Δ_ов до 0,01 мм, риски), деформации (Δ_деф до 0,04 мм) и коррозионных повреждений (раковины на фаске).

Износы устраняют слесарно-механической обработкой, хромированием, железнением; деформацией - правкой, коррозионные повреждения - слесарно - механической обработкой.

Краткие сведения о процессе шлифования. Фаску клапана шлифуют на кругло шлифовальном станке Р-108 (шлифовальный круг ПП125x10x32, 24АПС2-СТ19К5А), что обеспечивает шероховатость Ra = 0,63 ÷ 0,16 мкм. Припуск 0,2 ÷ 0,6 мм на диаметр, точность размера и формы IT5 ÷ IT7. Глубину резания t, называемую при круглом шлифовании поперечной подачей и выражаемой в миллиметрах на ход стола, принимают по нормативам в зависимости от диаметра и длины обрабатываемой детали, механических свойств и состояния обрабатываемого материала, а также характера обработки (предварительная, чистая).

При длине детали l = 3d и d=50 мм (для закалённой стали) t=0,018 мм на двойной ход.

Продольную подачу S на один оборот обрабатываемой детали принимают по нормативам в зависимости от обрабатываемого материала и глубины шлифования и выражают в долях β ширины шлифовального круга (В), S= β В. При предварительном шлифовании β = 0,25 ÷ 0,5 где n_д - частота вращения детали, мин^-1.

Окружная скорость шлифовального круга V_K зависит от вида связки и профиля круга V_K = 25÷50м/с. Для кругов, диаметр которых меньше 150 мм,
V_K = 25 ÷ 30м/с.

Окружная скорость детали (V_Д) и частота вращения (n_д) определяются в зависимости от диаметра шлифования, механических свойств и состояния материала. При V_К =30 ÷ 35м/с и шлифовании закалённой стали
V_Д =25 ÷ 35м/мин.

Смазочно-охлаждающая жидкость (СОЖ) 2,5% эмульсола, 0,6% кальцинированной соды, 96,9% воды.

Шлифование фаски на станке Р-108.

1 Перед началом работы произвести правку шлифовального круга ПП 150x10x32 с помощью стойки, установленной в паз салазок бабки клапана и закреплённой гайкой.

Режущим инструментом является алмазный карандаш.

2 Снять приспособление для правки шлифовального круга.

3 Вставить в отверстие шарикового патрона стержень клапана так, чтобы торец тарелки клапана находился на наименьшем расстоянии от торца патрона, а шарики патрона располагались на шлифовальной части стержня.

4 Застопорить шпиндель фиксатором.

5 Завинтить муфту патрона по часовой стрелке, зажать клапан.

6 Бабку клапана установить под нужным углом, соответствующим углу
фаски клапана.

7 Гайкой закрепить бабку клапана.

8 Подвести клапан к периферией круга было 2 ÷ 3 мм.

9 Включить электродвигатель бабки клапана.

10 Включить электродвигатель шлифовальной бабки.

11 Надеть защитные очки, открыть кран системы охлаждения.

12 Плавным, медленным вращением маховика подачи шлифовальной бабки подвести шлифовальный круг к клапану до лёгкого касания фаски.

13.Вращая маховичок, отвести клапан влево (на 3-5 мм от круга).

14.Установить назначенную поперечную подачу маховичком.

15 Осуществить назначенную продольную подачу (2-3 двойных хода клапанной бабки) и «выхаживанием» - шлифование без поперечной подачи (2-3 двойных хода).

16 становить электродвигатели.

17 смотреть фаску, определить её соответствие требованиям РК.

18 Повторить, если необходимо, переходы 14, 15, 16 и 17.

19 Отвернуть патрон, вынуть из него клапан.

 

Шлифование торца клапана.

1 В призму 3 приспособления установить стержень клапана 2 и закрепить его винтом 1.

2 Установить приспособление на палец и подвести торец стержня к торцу шлифовального круга (до касания).

3 Вращая винт, ввести его в соприкосновение с торцом пальца.

4 Отвести клапан за периферию круга (поворачивать приспособление на себя).

5 Винт 4 отвернуть на величину подачи.

6 Надеть защитные очки. Включить электродвигатель шлифовальной бабки, открыть кран системы охлаждения.

7 Шлифовать торец клапана, поворачивать приспособление на пальце от себя (до выхода торца клапана за кромку выточки круга), затем на себя (до выхода торца клапана за кромку периферии круга) с лёгким прижимом клапана к шлифовальному кругу (203 двойных хода).

8 Остановить электродвигатель выключателем 11.

9 Осмотреть торец клапана и определить его соответствие требованием РК. Не касаться руками кромки торца клапана.

10 При необходимости переходы 7, 8, 9 повторить.

 

Содержание работы

 

Содержание перехода	Указания по выполнению
1Ознакомиться с организацией рабочего места и проверить его комплектность.	Уяснить специализацию и организацию рабочего места, назначение и расположение оборудования, оснастки деталей, документов и справочной информации. Проверить по описи комплектность.
Изучить характеристику детали, условия её работы, дефекты, способы ремонта.	Уяснить конструктивные элементы детали и технологические требования к ним, вид и род трения, характер нагрузки, агрессивность среды, вид и характер дефектов, способы и средства дефектации, возможные методы и технологию ремонта, а также требования руководства по капитальному ремонту.
Изучить применяемые оборудование и оснастку.	Уяснить основные узлы станка, его кинематику, органы управления и порядок работы на станке, способ установки и крепления детали при обработке, паспортные данные частоты вращения инструмента (детали) и диапазон подач S, правила безопасности при работе на станке, характеристику режущего инструмента. Электродвигатель не включать!
Ознакомиться с особенностями вида обработки.	Уяснить схему, сущность и процессы круглого наружного шлифования, точность получаемых размеров, формы и величину шероховатости поверхности, область применения этого вида обработки при ремонте автомобилей, параметры режима обработки и их влияние на качество и эффективность.
Определить припуск на шлифование, мм.	Припуск зависит от характера дефектов фаски и торца стержня клапана. Для экономии времени и продления срока службы клапана надо снимать минимальный слой металла «как чисто», т.е. до выведения следов износа и получения R = 1,25 мкм (a = 0,2 ÷ 0,5 мм на диаметр).
Спроектировать шлифовальную операцию.	Назначить режим шлифования фаски клапана: а) установить нормативную скорость вращения шлифовального круга Vкр;  б) рассчитать фактическую окружную скорость вращения шлифовального круга   где dкр - диаметр круга, мм; nк – частота вращения круга, мин^-1; в) найти нормативную скорость вращения детали   -где dд - диаметр головки клапана, мм; д) определить нормативную поперечную подачу t, мм/ход стола (см. выше); е) рассчитать продольную минутную подачу, м/мин Sм=Snд. ж) сделать заключение о возможности применения на станке полученного режима шлифования.
Произвести наладку станка.	Произвести правку шлифовальных кругов алмазным карандашом (периферии круга ПП и торца круга ПВ). Установить шпиндельную бабку в положение, соответствующее углу фаски клапана. Установить клапан в шариковый патрон и подвести его к шлифовальному кругу ПП на расстояние 2-3 мм (от периферии). Определить длину хода стола Lx, мм. При шлифовании с выходом круга в обе стороны             Lx = l ф + Bk’ где L - ширина фаски клапана, мм; Вк - ширина круга, мм. Запомнить цену деления нониуса конуса винта подачи шлифовальной бабки (0,025 мм) и направления вращения винтов подачи салазок бабки клапана и шлифовальной бабки. Рассчитать машинно-ручное время шлифования где К - коэффициент, учитывающий время на «выхаживание», т.е. шлифование без поперечной подачи (К = 1,2 ÷ 1,4).
Шлифовать фаску и торец клапана.	Принять меры для безопасности окружающих и работающего, надеть защитные очки. С разрешения преподавателя: включить двигатель привода детали; включить двигатель привода шпинделя шлифовальных кругов; плавным, медленным вращением маховика подачи шлифовальной бабки подвести шлифовальный круг ПП к фаске клапана до лёгкого касания; шлифовать фаску (рис. 1) по заданному режиму (см. выше); переустановить клапан для шлифования торца; шлифовать торец стержня (см. рис. 2).
Контроль операции.	Проверить величину шероховатости фаски и торца (визуально, с помощью лупы и эталона шероховатости по стали). Измерить ширину цилиндрической части головки клапана и угол фаски (шаблоны). Проверить биение фаски относительно стержня клапана (прибор). Сделать заключение о соответствии полученных результатов требованиям ТУ и записать в отчёт.
Организационно-техническое обслуживание рабочего места.	Привести в исходное положение инструмент, деталь, документы. Привести в порядок станок, приспособление, инструмент. Рабочее место сдать дежурному.

 

Отчет по работе 4                     

1 Характеристика клапана:

 

Марка двигателя и наименование детали	Материал детали	Термическая обработ­ка	Твердость

 

Диаметр стержня клапана, мм:

впускного _______________________________

выпускного______________________________

Угол рабочей фаски головки клапана к оси стержня, °:

впускного _________________________________

выпускного________________________________