КУРС ЛЕКЦИЙ ПО ДИСЦИПЛИНЕ «РЕМОНТ ВТОМОБИЛЕЙ»
advertisement
КУРС ЛЕКЦИЙ ПО ДИСЦИПЛИНЕ «РЕМОНТ АВТОМОБИЛЕЙ» По учебнику: Петросов В.В. Ремонт автомобилей и двигателей. 2007г. Введение. От технического состояния автомобилей напрямую зависит эффективность использования автотранспортного хозяйства в стране. Гарантией их безотказной работы является как совершенство конструкции, так и высокое качество изготовления и ремонта. Дисциплина «Ремонт автомобилей» одна из наиболее важных в совершенствовании автотранспортного хозяйства. Она изучает основы проектирования технологических процессов изготовления и восстановления деталей, ремонта и сборки автомобилей после их КР, причины выхода деталей из строя, а также пути повышения качества и надежности восстановленных деталей и отремонтированных автомобилей. Цель преподавания этой дисциплины - дать будущему технику-авторемонтнику знания для организации (наладки) технологического процесса изготовления и восстановления деталей или узлов автомобиля с высоким качеством и надежностью. Для успешного развития отечественного автомобилестроения и авторемонтного производства в условиях острой конкуренции со стороны зарубежных производителей автомобильной техники необходимо выполнение следующих требований: автомобиль должен быть надёжным (ни одного отказа в течение межремонтного периода), удобным в эксплуатации и сравнительно недорогим. Высокое качество работы авторемонтного производства Хорошее техническое оснащение Профессионализм персонала АРО Продуманная планировка авторемонтных организаций За рубежом, несмотря на достаточность автотранспортных средств (АТС), вопросам ремонтновосстановительных работ (РВР) придается особое значение. Например, в США в настоящее время ремонтно-восстановительными работами занимаются 30 тыс. авторемонтных заводов (АРЗ) и мастерских при крупных грузовых автохозяйствах, 46 тыс. специализированных авторемонтных мастерских (АРМ) общего пользования и более 197 тыс. СТО и автозаправочных станций (АЗС), на которых выполняют текущий ремонт. В результате автомобили работают практически без простоя. Кроме того, значительно повысился возраст автомобильного парка. Например, в России около 20% парка грузовых автомобилей имеют возраст 1О и более лет, а в США 40%. Особенность авторемонтных работ в США состоит в том, что в ряде случаев это не просто восстановление АТС до исходного состояния, но и модернизация с улучшением эксплуатационных свойств. После своего «второго рождения» автомобиль по внешнему виду и долговечности не уступает новому и при этом стоит на 30 % меньше. Таким образом, экономятся материальные ценности и трудовые ресурсы в стране. Немаловажно и то, что менее обеспеченные слои населения получают возможность приобрести первоклассные автомобили. В Японии такой ремонт автомобилей выполняют более 73 тыс. предприятий. В ряде стран распространен фирменный ремонт: например, шведская фирма «Вольво» скупает свои автомобили, требующие КР, восстанавливает их и продает по более низкой цене. В Германии на заводах Даймлер-Бенц, выпускающих «Мерседесы», за счет КР восстанавливают ежедневно 500-600 двигателей, с обеспечением ресурса 380 тыс. км или с гарантией на один год, без ограничения пробега. При этом цена двигателя после КР - 60% стоимости нового, если покупатель сдает ремонтный фонд (т.е. свой изношенный двигатель), или 80% без. Во Франции фирма «Рено» обеспечивает КР агрегатов на трех заводах, причем с 1976 г. ремонт проводится необезличенным методом (кроме мелких деталей и нормалей). Здесь перешли от поточного в основном к постовому методу разборки и сборки агрегатов. Во всех приведенных случаях после восстановления агрегатов они проходят испытания на стендах, включающие в себя проверку шестерен на шум, со 100%-ным контролем размеров, а также твердости и шероховатости основных поверхностей деталей, с выявлением внутренних дефектов. Лекция №1 ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА И РЕМОНТА АВТОМОБИЛЕЙ 1.1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ, КАСАЮЩИЕСЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ И ВОССТАНОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ Изделие - это готовый продукт производства данного предприятия - автозавода, авторемонтного завода, авторемонтных мастерских и т.д. Так, для автозавода ГАЗ - это автомобиль, для Минского рессорного завода - листовые рессоры, для Димитровградского автоагрегатного завода карбюратор, а для завода в г. Мичуринске - поршневые кольца. Комплектующее изделие - это изделие предприятияпоставщика, применяемое в качестве составной части изделия, например карбюратор, подшипник и т. п. Узел - это разъемное или неразъемное соединение составных частей изделия. Узел может включать в себя отдельные детали или подузлы и детали, например коленчатый вал с шатуном. Деталь - это элементарная часть изделия, не имеющая разъемных и неразъемных соединений, выполненная из определенного материала с заданной точностью и прочностными характеристиками. Рассмотрим подробно элементы детали, а именно ее поверхности. Они делятся на два основных вида: Конструкторские базы, контактирующие с другими деталями; механическая обработка необходима практически во всех случаях, подразделяются: на основные конcтpyктopские базы(ОБ) - детали, определяющие ее положение относительно других деталей в изделии; вспомогательные конструкторские поверхности базы (ВБ) - поверхности детали, при помощи которых определяется положение других деталей, контактирующих с данной. Свободные поверхности (СП) при изготовлении и восстановлении деталей, как правило, не обрабатывают, кроме случаев, когда эти поверхности служат технологическими базами или требуется уменьшить массу и дисбаланс, улучшить коррозионную стойкость и повысить динамическую прочность детали. Таким образом, очевидно, что для нормальной работы узлов и механизмов автомобиля обязательна обработка тех поверхностей детали, которые являются основными и вспомогательными базами. С этой целью применяют обработку давлением, механическую, электрогидравлическую или электрохимическую обработку и т.д. Далее мы рассмотрим, как и где осуществляют эти виды обработки, но сначала необходимо определить, что такое производственный процесс, технологический процесс, операция и т. п. Производственный процесс - все действия людей и орудий производства, по изготовлению или восстановлению деталей, узлов, агрегатов и изделий. Он включает в себя все этапы производства от получения заготовок или мойки изношенных деталей, входного контроля, технического обслуживания (ТО), текущего ремонта (ТР), механической и другой обработки до окончательного контроля и сборки изделия, окраски, упаковки и складирования. Каждый этап выполняется в отдельных цехах или на участках по утвержденной технологии. Технологическим процессом (техпроцессом) называется часть производственного процесса, включающая в себя все действия по изменению и последующему определению состояния данного предмета производства. Техпроцесс - основа производства - показатель технического уровня данного производства. Определяет качество продукции. Технология - документ, в котором приведен последовательный порядок выполнения техпроцесса изготовления или восстановления. Операция - законченная часть технологического процесса, выполняемая на одном рабочем месте и охватывающая все действия оборудования и рабочих (одного или нескольких). Операция является основой для планирования, организации и учета производства и содержит следующие элементы: технологический переход - законченная часть операции, характеризуемая постоянством применяемого инструмента, режима обработки и поверхностей, образуемых обработкой или соединяемых при сборке; элементарный переход - один инструмент обрабатывает одну поверхность; инструментальный переход - два инструмента последовательно обрабатывают одну и ту же поверхность, например, выполняются центровка и торцовка; блочный переход - обеспечивается одновременная обработка нескольких поверхностей детали блоком инструментов; позиционный переход - деталь обрабатывается одновременно тремя инструментами, например, проводится фрезерование сразу трех фланцев любой корпусной детали. Переход может быть выполнен за один или несколько рабочих ходов (проходов). Проход - законченная часть технологического перехода, при осуществлении которого снимается один слой металла заданной толщины при неизменном режиме резания. Вспомогательный переход - это законченная часть соответственно операции или перехода, необходимая для их выполнения и включающая в себя установ заготовки, замена или однократное перемещение инструмента и т. п. Операция может быть выполнена за один или несколько установов. Установ - неизменное и закрепленное положение обрабатываемой заготовки или собираемой сборочной единицы(СЕ) при выполнении операции. Позиция - каждое новое положение заготовки совместно с приспособлением при неизменном закреплении её относительно инструмента или неподвижной части оборудования. Запомните применяемые обозначения в технологическом процессе: 1) операция - римские цифры I, II т.д.; 2) переход - арабские цифры 1, 2 и т.д.; 3) проходы не нумеруются, а указывается их общее число; 4) установ и позиция - буквы А,В,С и т.д. Перечислим особенности основных видов ремонтных услуг, оказываемых авторемонтными организациями. Деятельность в этой сфере регулирует Положение о техническом обслуживании и ремонте подвижного состава автомобильного транспорта (1986 г.), согласно которому в соответствии с назначением, характером и объемом выполняемых работ ремонт подразделяется на текущий и капитальный. Текущий ремонт осуществляется в АТО и на СТО преимущественно агрегатным методом путем замены неисправных агрегатов и узлов на исправные, из оборотного фонда. Капитальный ремонт ПС, агрегатов и узлов - почти полное восстановление их исправности и ресурса, в частности, за счет обеспечения коэффициента долговечности восстановленных деталей Кд = Двосст/Днов ≥ 0,8, где Двосст и Днов - долговечность новых и восстановленных деталей соответственно. Капитальный ремонт проводится, как правило, обезличенным методом в специализированных АРО. Здесь выполняется полная разборка объекта ремонта, дефектация, восстановление или замена составных частей, сборка, регулировка и испытание. В капитальный ремонт автотранспорт направляется после анализа его технического состояния при наличии экономического Так, автобусы и легковые автомобили проходят КР при необходимости ремонта кузова, грузовые автомобили - рамы, кабины и не менее трех агрегатов в любом сочетании; агрегаты - базовой и основных деталей с полной разборкой агрегата, а также в том случае, когда обоснования. нецелесообразно восстанавливать их с помощью текущего ремонта. Мы будем изучать капитальный ремонт за счет восстановления деталей, узлов и агрегатов. В процессе такого ремонта негодные детали, которые не отвечают одному или нескольким техническим требованиям или у которых один или несколько размеров при эксплуатации оказались вне допустимых пределов, превращают в годные согласно чертежу на исходную деталь. Экономическая целесообразность восстановления деталей обусловлена тем, что большая часть деталей выходит из строя из-за естественного износа рабочих поверхностей, когда теряется небольшая часть металла детали, составляющая лишь 0,1 ... 0,3 % общей массы. Необходимость обработки свободных поверхностей такой детали отсутствует. 1.2. МЕТОДЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ТОЧНОСТИ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ Точностью обработки детали - степень её приближения к геометрически правильному прототипу. Например, как оценить, точно и ли неточно изготовлен шатун (рис. 1.2.) Абсолютно точно изготовить деталь практически невозможно, поэтому за меру точности принимают допустимые отклонения размеров или взаимного расположения поверхностей и формы от идеальных . Показатели точности соответствия реальной детали своему идеальному прототипу, номиналу: 1) точность размеров деталей, определяемая отклонением фактических размеров от номинальных; 2) точность взаимного расположения поверхностей, определяемая техническими требованиями и др. 3) точность формы поверхностей детали, характеризуемая следующими тремя видами отклонений: макрогеометрические отклонения, т. е. отклонения реальной формы в пределах габаритных размеров детали; волнистость, т.е. отклонения в пределах малых участков протяженностью 1 ... 10 мм; микрогеометрические отклонения (микронеровности, или шероховатость), т. е. отклонения реальной поверхности в пределах очень малых участков с длиной менее 1 мм (Rz, Ra). Каждый из показателей точности определяется допуском, между которыми есть следующее соотношение: δР > δр.п > δмакр > δ Ш где δР — допуск на размер; δр.п — допуск на расположение поверхностей; δмакр — допуск на отклонения макрогеометрических параметров поверхности; δШ — допуск на шероховатость. Причины возникновения погрешностей при механической обработке, влияющие на точностные параметры деталей: 1. Неточность геометрических параметров станка и износ его узлов (∆г). Следует учитывать, что передняя направляющая токарного станка изнашивается примерно в 5 раз быстреее, чем задняя. Годовой износ передней направляющей при двухсменной работе составляет 0,04 ... 0,05 мм в единичном и 0,1 ... 0,12 мм - в массовом производстве. 2. Неточность изготовления инструмента (∆ изг). Наличие погрешности в изготовлении, например, резьбового или модульного инструмента, развертки или протяжки непосредственно отразится на точности деталей. 3. Износ инструмента (∆и). Всегда процесс изнашивания протекает в три этапа. Первый характеризуется повышенным износом, второй - нормальным и третий - быстрым (ускоренным или катастрофическим) износом с последующим возможным разрушением инструмента. Пути уменьшения ∆и: периодическая подналадка станка; принудительная смена инструмента и непрерывная правка шлифовальных кругов применение износостойкого инструмента и т.п. 4. Нежесткость системы ДИСП(∆упр) вызывает такие погрешности формы, как бочкообразность и конусность. Пути снижения погрешности ∆yпр: поджим детали задним центром, применение подвижных и неподвижных люнетов. 5. Погрешность настройки станка (∆н.). Эта погрешность возникает, например, при настройке на размер по лимбу ручки подачи и составляет 30-50% цены деления на лимбе, а также при смещении оси заднего центра от оси вращения. 6. Температурный фактор (∆т). Есть три причины возникновения погрешности вследствие температурной деформации отдельных составляющих при работе системы ДИСП. Нагрев инструмента, нагрев детали, неравномерный нагрев отдельных узлов станка. Пути снижения влияния этих факторов: интенсивное охлаждение зоны резания, инструмента и приспособления; своевременная смазка трущихся частей станка; достаточное удаление станка от внешних и внутренних тепловых источников. 7.Неравномерность распределения остаточных напряжений (∆о.н). При неравномерном охлаждении нагретой детали в ней возникают внутренние остаточные напряжения, которые приводят к ее деформации. Далее, при последующей механической обработке, когда снимаются слои металла с остаточными напряжениями разного знака, деталь будет деформироваться вследствие перераспределения этих напряжений. Для устранения данной погрешности необходима высококачественная термообработка или термообработка детали, закрепленной в стапеле. 8.Погрешность установа детали (Ԑy). Эта погрешность включает в себя три составляющие: погрешность базирования (Ԑ) и закрепления (Ԑ3) детали, а также погрешность приспособления (Ԑпр.), связанную в основном с базированием. 1.3. БАЗИРОВАНИЕ ДЕТАЛЕЙ ПРИ ИХ ИЗГОТОВЛЕНИИ И ВОССТАНОВЛЕНИИ При изготовлении детали из заготовки, или при восстановлении детали, имеющей в результате эксплуатации износ или другие исправимые дефекты, рассматривают следующие виды поверхностей и баз: обрабатываемые поверхности — поверхности, которые подвергаются воздействию инструмента; технологические базы (установочные базы) поверхности, линии, точки для ориентировки или базирования детали при установе её на станке или на стенде; измерительные базы — поверхности, линии, точки, от которых проводится отсчет размеров до обрабатываемой поверхности; свободные поверхности — поверхности, которые не обрабатываются при данном установе детали, в том числе поверхности, с помощью которых заготовки закрепляются в приспособлении. Для правильного базирования детали необходимо исключить все шесть степеней свободы (рис. 1.9). Общепринятое при базировании правило шести точек: Для полного базирования детали необходимо расположить шесть установочных элементов (точек) таким образом, чтобы соблюдалось условие неотрывности от них технологических баз детали и обеспечивалось стабильное и устойчивое положение детали в приспособлении. В зависимости от числа степеней свободы, которых лишается деталь, утверждены следующие три вида технологических баз (ГОСТ 21495-76): установочная база - поверхность, лишающая деталь трех степеней свободы, при этом, желательно, с наибольшей площадью; направляющая база - поверхность, лишающая деталь двух степеней свободы; желательно, чтобы эта поверхность имела наибольшую протяженность; опорная база - поверхность с минимальной протяженностью, лишающая деталь одной степени свободы. Два основных принципа базирования: 1) принцип совмещения баз – когда технологической (установочной) базой выбирается поверхность, являющаяся измерительной базой. Наилучший вариант - технологическая и измерительная базы являются конструкторскими; 2) принцип постоянства баз - в ходе обработки в качестве технологических баз используются одни и те же поверхности. Погрешность установа деталей ε у включает в себя три составляющие: ε 1) Погрешность базирования - это разность предельных расстояний от измерительной базы до технологической (установочной) для каждого размера детали. ε 2) Погрешность закрепления это разность зпредельных расстояний от измерительной базы до установленного на размер инструмента в результате смещения обрабатываемой детали под действием зажимной силы. Смещение измерительной базы происходит в результате деформации звеньев цепи, через которую на деталь передается зажимная сила. Пример появления погрешности 1.10 б. ε з приведен на рис. ε 3)Погрешность приспособления пр.- определяется неточностью изготовления приспособления, износом его установочных элементов, а также ошибками установа приспособления на станок (рис. 1.10, в). Пример появления этой погрешности показан на рис. 1.1О, а, где видно, что только неправильное базирование может привести к изготовлению негодных деталей, т. е. брака. ε ε ε Погрешности , з и пp. представляют собой случайные величины, которые согласно предположению распределены по нормальному закону. В этом случае общая погрешность установа детали определяется по следующей формуле: ε у =√ ε+ε +ε 2 з 2 2 пp. Последовательность базирования заготовок: в начале обработки за технологическую базу принимаются необработанные поверхности - черновые базы. Они должны быть по возможности гладкими, без штамповочных и литейных уклонов, литников, прибылей, плоскостей разъема от моделей и штампа. При этом применяются точечные опоры. Если конфигурация заготовки не отвечает этим требованиям, то в отливках делают приливы, а в поковках - прибыли. При чистовой обработке, обработанные поверхности, служащие установочными базами, называются чистовыми базами. Для базирования по чистовым базам применяют опорные пластины или элементы с развитой опорной поверхностью, что исключает образование вмятин. 1.4. КАЧЕСТВО ПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ И ЕГО ВЛИЯНИЕ НА ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ СВОЙСТВА ДЕТАЛИ Качество поверхностного слоя любой детали определяют в основном следующие параметры: шероховатость, наклеп, остаточные напряжения и текстура металла детали. Шероховатость - отклонение участка реальной поверхности детали от идеально правильного прототипа. На величину шероховатости поверхности детали влияют следующие факторы: 1)геометрия режущего инструмента, которым обрабатывают данную поверхность углы резца в плане, радиус закругления вершины резца r поверхность: и т. п. (рис. 1.11) При обработке резцом с закругленной вершиной (рис. 1.11, в) величину шероховатости, мкм, в первом приближении можно определить, пользуясь известным соотношением Rz ≈ S/(8r) (1.3) где S - подача, мм/об; r - радиус закругления резца, мм. Приведенное соотношение справедливо при S> 0,1 мм; 2) режимы резания: подача и скорость резания (рис. 1.12). Согласно зависимости (1.3) при снижении подачи S параметр шероховатости Rz уменьшается, однако работать со сверхмалыми подачами, а именно менее 0,1 мм, нецелесообразно и неэкономично; 3) скорость резания практически не влияет на величину шероховатости, однако при определенной скорости резания (например, для сталей 30 -40 приблизительно при 30 м/мин) на передней грани резца возникает нарост, который затрудняет сход стружки и приводит к увеличению шероховатости (рис. 1.12, б). При возрастании скорости материал нароста пластифицируется и нарост «смывается». Поэтому при чистовом точении рекомендуется соблюдать скорость резания в пределах 60 ... 80 м/мин. Наклёп - состояние металла детали в зоне, контактирующей со снимаемой стружкой. Благодаря образованию наклёпа после пластической деформации металла повышается предел его текучести с σт до σs (где σт - физический предел текучести, σs предел текучести после упрочнения металла), а кроме того, снижается пластичность и повышаются твёрдость и прочность. Применяя резцы с отрицательными углами, например с углом γ = -450, можно достичь большего наклепа, чем при дробеструйной обработке или накатке. Остаточные напряжения (l-го рода) - внутренние напряжения, которые существуют при отсутствии каких-либо внешних нагрузок и уравновешиваются в объеме всей детали. Причины возникновения растягивающих остаточных напряжений. 1. Термопластические деформации - результат неравномерного нагрева слоёв детали. 2. Фазовые (структурные) превращения металла. При шлифовании стальных деталей под влиянием термопластических деформаций наблюдается переход мартенсита в аустенит, с плотностью приблизительно на 3% большей, то после шлифования в поверхностном слое детали возникают остаточные напряжения растяжения. Величина этих напряжений может превышать предел прочности металла детали, в результате чего, например, на шейках коленчатых валов после их шлифования появляются микротрещины, расположенные поперек обработочных рисок от абразивных зерен. Это приводит к резкому снижению усталостной прочности детали. Применение поверхностного пластического деформирования (ППД) детали вызывает обратный процесс: аустенит превращается в мартенсит, в результате чего образуются сжимающие остаточные напряжения и повышается предел выносливости деталей; 3. Относительная упругопластическая деформация поверхностного слоя и сердцевины детали при рихтовке либо упрочнeние детали методом ППД. Текстура металла - это его направленное, волокнистое строение. Текстура поверхностного слоя металла после ППД гиродробеструйной обработкой изотропна (имеет одинаковые физические свойства по всем направлениям), что положительно влияет на усталостную прочность деталей. Влияние качества поверхностного слоя на эксплуатационные свойства деталей. Основные эксплуатационные свойства восстановленных деталей: износостойкость; усталостная прочность (выносливость); длительность сохранения посадки; прочность сцепления покрытия с основным металлом (подложкой); сопротивление коррозии; релаксационная стойкость (осадкостойкость) пружинных деталей. Рассмотрим пример влияния шероховатости на износостойкость. Два прямоугольных стержня сечением а х l сжимаются силой Р. Напряжения в зоне контакта следует определять по формуле σ= Р/ F = P/(a l) Что происходит в реальном контакте. Для этого ширину стержней будем считать единичной, а длину l выразим через опорную длину профиля Пр = В1 + В2 + ... + Bi где B1, В2, ••• , Bj - площади реальных контактов стержней. При этом относительная опорная длина профиля tр, %, определяющая в первом приближении фактическую площадь касания двух тел, может быть вычислена по формуле tр = (Пр/l) 100. Величина tр, %, составляет (приблизительно): при фрезеровании - 15 ... 20, при чистовом точении 30, при шлифовании (тонком) - 50, при притирке - 90. Теперь можно ответить на вопрос: как выбрать шероховатость? Во-первых, величина Rz не должна превышать 0,18 для больших и 0,258 для малых диаметров; во-вторых, шероховатость должна быть оптимальной для данной трущейся пары, причем она устанавливается экспериментально после статистической обработки данных, полученных в натурных условиях. Чрезмерное снижение степени шероховатости в ряде случаев не обеспечивает желаемого эффекта, что было установлено исследователем М.М.Хрущевым. Он наглядно показал, что зависимость износа от параметра шероховатости Rz проявляется следующим образом. При выдавливании смазки наблюдается контакт сухих поверхностей, когда сдирается оксидная пленка. При этом возникают задиры и резко возрастает исходная шероховатость, что приводит к ускоренному износу. 1.5. ОСОБЕННОСТИ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ АВТОМОБИЛЕЙ ПРИ ИХ ИЗГОТОВЛЕНИИ И ВОССТАНОВЛЕНИИ Заданную точность размеров, формы и пространственного положения поверхностей деталей, качество поверхности (волнистость, шероховатость) обеспечивают в основном обработкой на металлорежущих станках. Метод механической обработки определяется типом обрабатываемой поверхности, её точностью, шероховатостью и используемым режущим инструментом. Наружные цилиндрические поверхности обрабатывают точением, шлифованием, суперфинишированием, полированием; внутренние цилиндрические поверхности (отверстия) - сверлением, зенкерованием, развёртыванием, протягиванием, растачиванием, шлифованием, хонингованием и т.д.; плоские поверхности фрезерованием, строганием, протягиванием и шлифованием. Обработку резанием разделяют на обдирочную, черновую, получистовую, чистовую и тонкую (отделочную) . Все методы механической обработки сведены в три таблицы (Taбл.1.1,1.2 и 1.4). В них наряду с данными для каждого вида обработки по квалитету и величине припуска приведены значения пapаметра шероховатости. Это позволяет получить наглядное представление о возможностях каждого метода механической обработки, в частности о том, какие пределы шероховатости (Rz) может обеспечить тот или иной метод. 1.5.1. Механическая обработка наружных цилиндрических поверхностей Детали, имеющие форму тел вращения, образуют три класса: валы, втулки и диски. Валы (валики, оси, пальцы, цапфы и т.д.) - это детали, образованные наружной цилиндрической или конической поверхностью, а также несколькими торцевыми поверхностями. Втулки (вкладыши, гильзы и т.д.) - это детали, которые имеют наружные и внутренние цилиндрические поверхности. Диски (шкивы, маховики, кольца, фланцы и т.д.) - это детали, у которых длина (ширина) значительно меньше диаметра. Обтачивание - станки - револьверные, токарнокарусельные станки, станки с (ЧПУ), одно- и многошпиндельные токарные автоматы и полуавтоматы и т.п. Установ: в патроне (двух-, трех-, четырeхкулачковом); в центрах с передачей крутящего момента через хомутик; на планшайбе; в цанговом патроне и т.п. При обтачивании длинномерных деталей используются люнеты: неподвижные и подвижные, с поджимом задним центром, который может быть жестким или вращающимся. Передний центр может быть выполнен ведущим, для чего он обеспечивается двумя ножами, в торец детали при поджиме ее задним центром. Инструмент: проходные, подрезные, отрезные и канавочные резцы. Шероховатость и точность при обработке валов (L = 100 ... 1000 ММ) стр.25 Таблица 1.1 Для уменьшения шероховатости применяют резцы с закругленной вершиной. Резец настраивают по высоте так, чтобы его вершина располагалась в горизонтальной плоскости, проходящей через ось шпинделя станка. Для настройки применяют так называемые высотки или ориентируются по риске на передней бабке станка. Виды шлифования. Для обработки наружных цилиндрических поверхностей применяют: обдирочное, (иногда вместо точения, когда стойкость резцов по корке недостаточна), предварительное, чистовое и тонкое. Оборудование: круглошлифовальные, бесцентровошлифовальные, ленточно-шлифовальные станки. Установ: в центрах, с передачей крутящего момента через хомутик; в цанге; в специальном патроне, оснащенном гидрозажимом. Инструмент: керамические, вулканитовые, бакелитовые, а также абразивно-металлические шлифовальные круги, в том числе с нанесенной на металлическую поверхность алмазной пудрой, или крошкой. 1. Шлифование на круглошлифовальных станках. Два способа КШ - с продольной и поперечной подачей (рис. 1.17). При продольной подаче в конце каждого двойного хода осуществляется поперечная подача, вручную или автоматически. Величина продольной подачи при предварительном шлифовании составляет 0,5 ... 0,8 ширины абразивного круга Вк, при окончательном шлифовании - (0,2…0,5)Вк. Снимаемый припуск за проход - 0,005…0,02 мм. В конце обработки проводят «выхаживание» без врезания, что обеспечивает повышение точности и уменьшение шероховатости. Применяемые скорости шлифовального круга - 30 ... 50 м/с, детали - 10 ... 50 м/мин. При поперечном шлифовании, (шейки коленчатого вала), когда шлифовать можно только методом врезания, подача на один оборот дается не более 0,005 мм. Против прижогов на поверхности вала и растягивающих остаточных напряжений, приводящих к появлению микротрещин, не следует применять керамические абразивные круги с высокой твердостью. 2. Шлифование на бесцентрово-шлифовальных станках. Два способа шлифования: (сквозное шлифование – напроход ) и с поперечной подачей (врезанием). Схема бц-шфс рис. 1.18. Заготовка детали входит с одной стороны, а с другой выходит готовая деталь. Для автоматического продольного перемещения детали ведущий круг устанавливают под углом α = 1 ... 50о к оси шлифовального круга. Для надежного сцепления с обрабатываемой деталью ведущий круг выполняют на вулканитовой основе. При этом продольная подача Sпрод = 1000 ...4000 мм/мин, а величина снимаемого припуска разделяется на две составляющие: припуск на предварительную обработку (0,05...0,1 мм) и окончательную (0,01 ... 0,03 мм). Преимущества б/ц шлифования: 1) нет необходимости центровать деталь; 2) легко выполнима автоматизация процесса, 3) не требуются люнеты при обработке длинномерных деталей; 4) высокая производительность. Недостатки б/ц шлифования: 1) нельзя получать концентрические наружные и внутренние поверхности; 2) у ступенчатых валиков нельзя шлифовать каждую ступень отдельно, поскольку при этом нельзя обеспечить концентричность их окружностей; 3) сложно настраивать для многоступенчатых валиков. 3. Шлифование абразивной лентой. Существуют два способа шлифования: при свободном натяжении ленты и с поджимом детали (рис. 1.19). Преимущества этого метода шлифования: 1)станки дешевле, чем круглошлифовальные; 2)проще обслуживание, смена абразивной ленты - 2 мин; 3) при износе ленты диаметр детали не изменяется, что очень важно при копировальных работах. К недостаткам следует отнести: 1) невысокая точность вследствие малой жесткости системы ДИСП; 2) трудность шлифования деталей с уступами; 3) сложность автоматизации процесса шлифования деталей. Притирка цилиндрических поверхностей. Эта операция служит для окончательной отделки предварительно отшлифованных цилиндрических поверхностей деталей. Оборудование: в единичном производстве - обычные токарные станки, в массовом - специальные станки. Установ: деталь зажимается в патроне, с поджимом задним центром . Инструмент: притир из чугуна, бронзы или меди с предварительно шаржированной рабочей поверхностью абразивным порошком (корунд, оксид хрома, оксид железа) с размером зерен 3 ... 20 мкм. В ряде случаев применяют специальные пасты, которые состоят из абразивных порошков и химически активных веществ, например паста ГОИ, включающая в себя абразивный порошок (из оксида хрома), олеиновую и стеариновую кислоты. Шероховатость и точность - см. в табл. 1.1. Особенность обработки заключается в том, что на деталь устанавливается притир, на который накладывается зажимная скоба, стягиваемая при помощи болта с гайкой (рис. 1.20). При вращении детали и перемещении притира вдоль оси детали обеспечивается равномерный съём металла. На обработку предусматривается припуск в пределах 5 ... 20 мкм на диаметр. Процесс трудоёмкий, но обеспечивающий высокую точность - до 0,1 мкм. Суперфиниширование. Основная цель суперфиниширования, например, для шеек коленчатого вала, - создание микрополостей для смазки, на специальных станках, что особенно важно в начальный период работы кривошипно-шатунного Это достигается с помощью осциллирующих абразивных брусков, обеспечивающих принцип «неповторяющегося следа». Так же частота колебаний ʋ не должна быть кратной частоте вращения п детали. механизма. Например, при обработке шеек коленчатого вала на все коренные и шатунные шейки одновременно устанавливаются абразивные бруски, совершающие в процессе обработки двойное движение. Установ - в центрах. Инструмент - абразивные зернистость 5 ... 8 мкм. бруски, имеющие Шероховатость и точность - см. в табл. 1.1. В процессе обработки бруски осуществляют возвратно-поступательное перемещение в пределах 2...6 мм и осциллируют с частотой ʋ = 200 ... 1000 мин-1. Охлаждение керосином с добавкой 10 ... 15 % веретенного масла. Среднее давление на бруски составляет 0,5 ... 25 МПа. Устройство позволяет одновременно обработать за 20 секунд все коренные и шатунные шейки коленчатого вала в следующем режиме: n= 135 мин-1, ход 5 мм, ʋ = 450 мин-1. Полирование. Чистовая обработка поверхности детали мягкими кругами с нанесенным на них мелкозернистым абразивным порошком, смешанным со смазкой. О б о р у д о в а н и е: полировальные бабки, в массовом производстве - полировальные автоматы. у с т а н о в: деталь держат в руках (например, при обработке лопаток компрессора) или устанавливают в переходное приспособление. И н с т р у м е н т - полировальные круги из фетра, войлока, кожи, парусины, морской травы, капроновых нитей. Шероховатость и точность - см. в табл. 1.1. Схема процесса полирования деталей вращения изображена на рис. 1.22. Полирование не исправляет геометрические погрешности и размер. Главная цель этого процесса создать в результате обработки при скорости до 40 м/с поверхность с низкой шероховатостью, имеющую зеркальный вид. 1.5.2. Обработка внутренних цилиндрических поверхностей (отверстий) Изготовление и обработка отверстий - это разные процессы. Изготовление отверстий связано с выполнением их в сплошном металле, например, под масляные каналы в блоке цилиндров, коленчатом и распределительном валах, под крепежные детали и т. п. Обработке подвергают отверстия, уже выполненные, например, литьем, в таких деталях, как блок цилиндров и т. п. Отверстия в деталях машин бывают цилиндрические, ступенчатые, конические, фасонные, открытые и глухие. Получить одинаковую точность по величине допуска при изготовлении отверстий значительно труднее, чем при обработке наружных поверхностей, поэтому, как правило, квалитеты для отверстий задают несколько большими, чем для валов тех же диаметров. Обработка отверстий проводится со снятием и без снятия стружки. Так, обработка отверстий со снятием стружки выполняется лезвийным и абразивным инструментом. Изготовление отверстия без снятия стружки осуществляется пробиванием их в штампах, прошиванием, раскатыванием, калиброванием. Следует отметить, что около 50 лет назад появилась технология высокопроизводительного изготовления отверстий электрогидравлическим методом. Мы рассмотрим изготовление отверстий только лезвийным и абразивным инструментом. Сверление отверстий в сплошном металле. Оборудование: сверлильный, радиально-сверлильный и настольно-сверлильный станки. установ: деталь ставится с учетом правила базирования в приспособлении, при соответствующем надёжном ее креплении; инструмент -сверло устанавливается в конусное отверстие шпинделя станка так, чтобы лапка сверла вошла в паз шпинделя. Инструмент: спиральное сверло, у которого имеются две режущие кромки, перемычка и две базирующие ленточки (желательно, чтобы каждый студент самостоятельно нарисовал вид сверла со стороны его режущей части); сверло для глубокого сверления и др. Шероховатость и точность-см.втабл.1.2. Основные дефекты, возникающие при сверлении отверстий, разбивка отверстия и увод оси отверстия, связаны с неправильной заточкой сверла (рис. 1.23). Для сверления глубоких отверстий, например, в распределительном вале ДВС применяют специальные сверла, называемые пушечными. Порядок работы с ними следующий: жестким инструментом сверлят неглубокое отверстие (рис. 1.24, а), которое затем растачивают под диаметр сверла для глубокого сверления (рис. 1.24, б). Сверло имеет три продольно расположенных направляющих элемента (обычно из твердого сплава) и внутреннее отверстие, через которое подается смазывающе-охлаждающая жидкость (СОЖ) для вымывания стружки из зоны резания. В расточенное отверстие вводится передняя часть сверла, закрепленного на суппорте, и сверлится отверстие на любую длину. а 6 в г Рис. 1.24. Порядок действий при сверлении отверстия пушечным сверлом: а - центровка; б - расточка отверстия под пушечное сверло; в - процесс сверления пушечным сверлом; г - поперечное сечение вала с пушечным сверлом; 1 - деталь; 2 - просверленное отверстие; 3 - расточка под диаметр пушечного сверла; 4 - пушечное сверло; 5 - отверстие в сверле для подачи рабочей жидкости; 6 верхняя опора; 7 - режущая пластина; 8 - нижняя опорная (твердосплавная) пластина Шероховатость и точность при обработке отверстий Зенкерование. Отверстия, после сверления, литья или прошивки на прессах, обрабатывают зенкерованием. Эта операция подготавливает отверстия под последующее развертывание, растачивание или протягивание, обеспечивая устранение увода оси отверстия. Рис. 1.25. Схема исправления увода оси отверстия зенкерованием: / — оправка; 2 — фреза; 3 — обрабатываемая деталь; 4 — стол станка; 5 — нижняя направляющая Инструмент: зенкер (многозубый жесткий инструмент) с цельными или вставными твердосплавными ножами. Шероховатость и точность отверстий табл.1.2. Развёртывание. Процесс развёртывания незаменим при изготовлении призонных отверстий у двух соединяемых деталей, например отверстий в шатуне ДВС, проходящих через шатун и его крышку. Оборудование: при развёртывании вручную никакого оборудования не требуется, кроме приспособления для крепления соединяемых деталей; при машинном развёртывании подойдет любой станок, например токарный. Установ: так как развёртка при обработке перемещается вдоль оси имеющегося отверстия, то увод оси отверстия она не”устраняет. Поэтому при ручном развёртывании вопрос о базировании инструмента не возникает. При машинном развёртывании развёртка должна иметь шарнирное крепление. Инструмент: развёртка, по сравнению с зенкером имеет большее число зубьев. Небольшие по высоте зубья предназначены для снятия незначительного припуска. Когда требуется снять большой припуск или повысить точность отверстия, применяют набор разверток, которые имеют в верхней части отметки в виде кольцевых надрезов. (Для исключения появления неровностей на поверхности отверстия из-за резонанса, углы между зубьями развёртки выполняют разными). Шероховатость и точность - см. в табл. 1.2. По своей конструкции и назначению развертки разделяются на следующие виды: Развертки ручные цилиндрические изготовляются диаметром 3-50 мм и используются для обработки отверстий 2-3-го классов точности. Развертывание производится с помощью воротка. Развертки машинные с цилиндрическим хвостовиком применяются для обработки отверстий 2-3-го классов точности. Они изготовляются диаметром 3-9 мм. Развертки закрепляются в самоцентрирующих патронах станков. Развертки машинные с коническим хвостовиком изготовляются с более короткой рабочей частью. Развертки закрепляются в шпинделе станка. Обработка отверстий шлифованием. Все детали с отверстиями, по которым предусматривается посадка для сопрягаемой детали, обрабатываются шлифованием. Поскольку шлифовальные круги малых диаметров имеют меньшую стойкость, чем при круглом шлифовании, то скорость шлифования значительно ниже, а твердость этих кругов выше. Оборудование: внутришлифовальные, универсальношлифовальные и бесцентрово-шлифовальные станки. Установ: в магнитном или цанговом патроне, а также в патроне с гидропластовым зажимом. Инструмент: абразивные круги малого диаметра из керамического связующего и мелкозернистого абразива. При этом, например, для абразивного круга диаметром 10 мм при частоте вращения шпинделя 10000 мин-1 достигается скорость 5 м/с. Точность и шероховатость - см. в табл. 1.2. Шлифование отверстий осуществляется следующими способами: деталь закрепляется в магнитном или цанговом патроне и вращается. Шлифовальный круг приводится во вращение с помощью ременной передачи от электро- или пневмопривода (бормашина); деталь (корпусная) неподвижна, а шлифовальный круг приводятся в движение от шпинделя. Так можно шлифовать обратный конус; на бесцентрово-шлифовальных станках шлифуются сквозные и глухие отверстия диаметром от 10 до 200 мм (рис. 1.28). Хонингoвaниe. Применяется для окончательной доводки отверстий после предварительной расточки, развертывания или шлифования, а также для создания микрополостей, необходимых для размещения смазки в зоне контакта трущихся пар, например цилиндропоршневой группы ДВС. Оборудование: хонинговальный станок с возвратно-поступательным вертикальным перемещением шпинделя при его непрерывном вращении. Установ: деталь устанавливается в зажимное приспособление, желательно с цанговым зажимом, соосно со шпинделем станка. Инструмент: хонинговальная головка, имеющая 4, 6 и более абразивных раздвижных брусков, совершающих возвратно-поступательное движение. Бруски подпружинены к корпусу головки и раздвигаются с помощью механического, гидравлического или пневматического устройства. Головка соединяется со шпинделем станка через шарнир или эластичную муфту. Шероховатость и точность - см. в табл. 1.2. Принцип хонингования заключается в соблюдении условия перекрещивания следов обработочных рисок. Это условие соблюдается, если отношение К = Vшп/Vв.п где Vшп - линейная скорость вращения шпинделя станка; Vв.п скорость возвратно-поступательного движения хонинговальной головки, не равно целому числу. Значения коэффициента К для хонингования различных материалов приведены в табл. 1.3. Длина абразивных брусков должна быть больше длины отверстия и в процессе обработки выходила за пределы детали. Удельное радиальное давление в пределах до 1,2 МПа, с уменьшением, и при «выхаживании» до 0,2 ... 0,4 МПа. Притирка отверстий (доводка). Для деталей автомобилей процесс притирки имеет в ряде случаев первостепенное значение, например при изготовлении или восстановлении золотниковых пар для систем, обеспечивающих впрыскивание топлива в камеру сгорания. Поэтому притирка является процессом высокопрецизионной отделки поверхности, обеспечивающим точность в пределах 5-1 квалитетов и шероховатость до 0,05 мкм. Оборудование – любой токарный станок. Установ: Деталь своим отверстием насаживается на притир, закрепленный в патроне, который после установки детали поджимается задним центром. После этого включается вращение шпинделя станка и производится несколько возвратно-поступательных перемещений детали относительно притира при небольшом поджиме цангового притира. Затем задняя бабка отводится, деталь снимается, и измеряется ее внутренний диаметр. Эти действия повторяются многократно до получения требуемого диаметра, допуск на который обычно находится в пределах нескольких микрометров. Припуски для предварительной притирки (после шлифования) - 5 ... 15 мкм, для окончательной - до 5 мкм. Методы обработки отверстий в корпусных деталях. Главная особенность - обеспечение соосности отверстий при соблюдении заданных технических требований. Сюда входят: параллельность оси отверстия базовой плоскости детали, отклонение от соосности одной части отверстия от другой (если оно изготавливается при повороте детали на угол 180 ) не выше заданного допуска, (а,I). То же самое относится и к конусности отверстия, выполняемого при значительном увеличении вылета шпинделя (а,II). Самое точное отверстие получается в варианте, изображенном на рис. 1.31, а,III. Здесь борштанга (являющаяся как бы продолжением шпинделя) забазирована с двух сторон. Резцы, установленные на борштанге, выставляются заранее (до обработки) на заданные размеры. Этот вариант расточки всех отверстий обеспечивает повышение долговечности вала. Оборудование: любой горизонтально-расточной станок или специальный расточной стенд. О установ: деталь помещается непосредственно на столе расточного станка, со строгой ориентацией относительно направляющих стола. Инструмент: оправка или борштанга с конусом для базирования в шпинделе расточного станка. На конце или в средней части инструмента выполняются места для установки и закрепления режущего инструмента. Для точного соблюдения размеров в ряде случаев устанавливаются специальные головки, которые позволяют за счет удержания рукой вращающейся части шпинделя изменять размер в пределах одного микрометра. Шершавость и точность в таблице 1.2. 1.5.3. Методы обработки плоских поверхностей Задание на дом Метод обработки шероховатость Яz, мкм Квалитет точности Припуск Zmin, ММ Строгание(продольное и поперечное): черновое 320 ... 80 14-12 2 ... 3 чистовое 40 ... 20 11-9 0,3 ... 0,4 Оборудование Поперечнопродольнострогальные, долбежный Инструмент простейший резец Установ на столе станка с упорами или подкладками тонкое 10 ... 6,3 8-7 0,15 ... 0,2 Фрезерование: черновое 160 .. .40 14-12 2 ... 3 чистовое 20 ... 10 11-9 0,3 ... 0,4 тонкое 6,3 ... 3,2 8-7 0,15 ... 0,2 черновое чистовое 160 .. .40 40 ... 10 14-12 11-9 1,8 ... 2 0,2 ... 0,4 тонкое 10 ... 3,2 8-7 0,1 ... 0,2 20 ... 6,3 8-6 0,5 ... 2 предварительное 10 ... 6,3 8 0,2 ... 0,4 чистовое 6,3 ... 1,6 7 0,05 ... 0,1 тонкое 1,6 ... 0,4 6-5 0,03 ... 0,05 Шабрение тонкое 3,2 ... 0,2 6-4 Не более 0,05 Притирка ручная 0,4 ... 0,05 5-1 Не более 0,05 горизонтально-, вертикально-, универсальнофрезерные станки цилиндрические, концевые, дисковые, фасонные на плоскости стола, Точение торцевое: Протягивание однократное горизонтально вертикально протяжные и протяжки плоские, на оправку с адаптером под протяжку фигурные, комбинированные, шлицевые Шлифование: Основная задача при обработке плоских поверхностей обеспечение заданной точности таких показателей, как отклонение от плоскостности и параллельности, а также заданной шероховатости поверхности после ее обработки. Строгание плоских поверхностей. Обеспечивает высокую точность по прямолинейности образующих после обработки плоских деталей. Это объясняется тем, что у всех строгальных станков, поперечных и продольных, направляющая поверхность весьма развита, что гарантирует прямолинейность перемещения резца. К строгальным операциям относится процесс долбления (рис. 1.32). Оборудование: поперечно-строгальный станок, продольнострогальный станок для обработки длинномерных деталей, долбежный станок, предназначенный для изготовления шпоночных пазов. Установ: при установе длинномерной детали на столе станка используют упоры или подкладки. И н с т р у м е н т: применяется простейший резец. Фрезерование. Процесс фрезерования имеет высокую производительность и широко применяется для всех случаев обработки плоских поверхностей, изготовления шпоночных пазов и других подобных операций. Оборудование: горизонтально-фрезерный, вертикальнофрезерный и универсально-фрезерный станки, карусельно-, барабанно-фрезерные станки и т.п. Установ: деталь устанавливается на плоскости стола станка или на поворотном столе, а при необходимости в делительное приспособление. Инструмент: фрезы цилиндрические; дисковые пазовые, двух- и трехсторонние; прорезные и отрезные; концевые (пальцевые); шпоночные. Рис. 1.33. Схема фр езерования: а - встречное; б - попутное Протягивание имеет высокую производительность и низкую себестоимость и поэтому широко применяется в крупносерийном и массовом производстве при обработке плоскостей, канавок и пазов. Шлифование плоскостей. Шлифование плоских поверхностей в автомобильной технике обеспечивает создание надежных контактных уплотнений по различным плоским поверхностям. О б о р у д о в а н и е: плоскошлифовальный, карусельно-шлифовальный и двусторонний (барабанный) шлифовальный станки. У с т а н о в: жестко на столе станка с притяжением магнитной плитой. И н с т р у м е н т: шлифовальные круги цилиндрические и сегментные для исключения прижогов, а также круги на бакелитовой основе. Шероховатость и точность - см. В табл. 1.4. Плоское шлифование применяется для обдирочной, черновой и чистовой обработки. Обдирочное шлифование в ряде случаев осуществляется вместо чернового точения или фрезерования, когда на поверхности детали имеется твердая корка. Схема двухстороннего шлифования применяется на ВАЗе, например, при изготовлении поршневых колец. На кругло-шлифовальном станке деталь можно обработать за один оборот стола, например, при скорости перемещения стола 0,5 ... 3 м/мин, сняв весь при пуск. Удобно устанавливать и снимать обработанные детали. При многопроходном шлифовании, когда скорость перемещения стола составляет 15 ... 20 м/мин, производительность ниже, так как требуется время на установку и съем детали. Притирка плоских поверхностей. Притирку применяют для окончательной обработки особо точных плоских поверхностей, например, мерных плиток, у которых точность размера выдерживается в пределах сотых долей микрометра. Притирку осуществляют абразивными иди алмазными микропорошками. Деталь перемещают относительно притира (или наоборот) со скоростью 10 ... 100 м/мин и прижимают к его рабочей поверхности силой, создающей давление в пределах 20 ... 200 кПа. Передвижение детали относительно притира должно быть хаотичным. О б о р у д о в а н и е: притирочные плиты, которые для точной доводки поверхностей изготавливаются из чугуна, стали, стекла, керамики, меди и латуни. В АТО и АРО притирочные плиты выполняются из чугуна с шаржированием их поверхности абразивной пастой. У с т а н о в: деталь кладут рабочей плоскостью на поверхность притирочной плиты (без ограничения и какой либо фиксации) и вручную хаотически перемещают относительно плиты. Ин с т р у м е н т - паста, содержащая абразив, олеиновую кислоту, стеарин, парафин и керосин. Шероховатость и точность-см. ,табл. 1.4. Для доводки незакаленной и закаленной стали применяют карбид кремния и электрокорунд; для доводки деталей из чугуна карбид кремния; для бронзы, латуни, меди и алюминиевых сплавов - оксид хрома и оксид алюминия. Здесь мы не рассматриваем методы изготовления' и восстановления деталей с профильными поверхностями, а также таких деталей, как конические шестерни, или такие процессы, как шевингование и т. п. Это связано с ограниченным объемом книги. 1.6. ПРИНЦИПЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ПРИ ИЗГОТОВЛЕНИИ ДЕТАЛЕЙ Если для технолога в любом производстве основным документом служит чертёж, то для производства это технология, определяющая весь технологический процесс на данном производстве, начиная с отдельных деталей до сборки всего изделия в целом. Техпроцесс определяет производственные площади, энергетику, транспортные средства, рабочую силу, оборудование, материалы, относительный уровень развития технологии и непосредственно влияет на техникоэкономические показатели работы всего завода. Правильное составление техпроцесса имеет важное значение для конкурентоспособности и выживания организации в рыночных условиях. В технологическую документацию входит: описания технологий, включающие в себя все технологические процессы, предназначенные для изготовления отдельных деталей, узлов и изделия в целом, которые состоят из отдельных технологических операционных карт (для механической обработки, сборки-разборки, контроля и т. п.); чертежи деталей, сборочные чертежи на узлы и изделие с проставленными на них (т. е. на копиях чертежей конструкторов) дополнительными технологическими размерами, допусками, посадками и шероховатостью, которые обеспечиваются службой технологического отдела; чертежи приспособлений, специального режущего, вспомогательного (крепежного, зажимного и т. п.) и измерительного инструмента. Технология изготовления какой-либо детали состоит из отдельных технологических операционных карт, выполненных по определенной форме, с разбивкой на графы, в которые вносятся все данные, относящиеся к детали и технологическому процессу. Технологическая операционная карта состоит обычно из двух частей и имеет следующие особенности. 1. В верхней части лицевой стороны карты размещаются все сведения об изготавливаемой детали и заготовке для нее, а также эскиз заготовки детали на стадии выполнения данной операции. Если для выполнения данной операции необходимо указание большого массива данных, то эскиз выполняется на отдельном листе. На эскизе должны быть проставлены все необходимые размеры с допусками (посадка вместо допуска указывается только тогда, когда обработка ведется «по месту»). Кроме того, на обрабатываемых поверхностях указывается шероховатость, а также технические требования, которые должны быть удовлетворены в результате выполнения данной операции. На эскизе должны быть проставлены точки базирования детали при обработке и места для ее зажима. 2. В нижней части лицевой стороны карты вписывается проектируемый план обработки, включая все переходы (приемы), и необходимые расчетные данные по режиму резания, времени и т.д. Технология последовательно подписывается технологом, начальником технологического бюро, главным технологом и в заключение, чтобы придать ей силу закона для производства, должна быть утверждена (на первом листе) главным инженером этого предприятия. Вторым листом описания технологического процесса является сводная (маршрутная) карта, где указывается перечень всех операций, наименование оборудования, масса заготовки и детали, число деталей в партии и т.п. На рис. 1.35 представлен образец эскиза заготовки, а в табл. 1.5 приведены примеры правильного обозначения ТТ или допусков на форму деталей при их изготовлении. Основные этапы проектирования техпроцессов. Проектирование техпроцессов состоит из трех основных этапов. 1. Изучение исходных данных (рабочего чертежа; размеров программного задания; срока (в годах), на который намечено проводить изготовление или восстановление деталей, узлов, изделий). 2.Анализ конструкции детали и производства. Во-первых, для анализа конструкции и условий работы детали необходимо по чертежу детали проанализировать вид заготовки, материал и его марку, геометрию и шероховатость обрабатываемых поверхностей, допуски на неточность обработки, вид термообработки, В табл. 1.5 приведены примеры правильного обозначения допусков на форму деталей при их изготовлении. особые технические требования к износостойкости, жесткости (например, длинные валы, в том числе и коленчатые валы, необходимо транспортировать только в вертикальном положении), климатическим условиям и т.д. Во-вторых, необходимо изучить производство, в условиях которого должен внедряться составляемый техпроцесс с учетом программы, выбрав за основу один из двух принципов разработки техпроцессов: технический, когда в основу техпроцесса заложен принцип обеспечения всех требований чертежа на деталь; экономический, когда изготовление детали должно вестись с минимально возможными затратами труда и издержками производства. Обычно из нескольких вариантов техпроцесса, равнозначных по техническому принципу, выбирается наиболее высокопроизводительный и рентабельный. 3. Составление техпроцесса. На этом этапе рекомендуется действовать в следующем порядке: установить тип производства с предварительным расчетом такта (мин/шт.), темпа (шт./мин) или размера партии деталей; выбрать вид заготовки (если не указан в чертеже) и установить технические требования на её изготовление; составить маршрутную технологию, т. е. план обработки детали с выбором баз, последовательностью и содержанием операций и переходов, стараясь шире использовать существующие типовые процессы обработки деталей; определить промежуточные припуски и допуски на заготовку по всем переходам и установить размеры заготовки; установить режимы резания и нормы времени на каждую операцию; определить требуемое оборудование, режущий и мерительный инструмент (использовать по возможности стандартный инструмент), установочные и измерительные приспособления. При необходимости составить техническое задание для проектирования и своевременного изготовления специального инструмента и приспособлений; определить требующуюся рабочую силу, составить штатное расписание; определить себестоимость детали. Рекомендации по выбору типа производства. Различают несколько типов производства: единичное, с малым объемом выпуска одинаковых изделий; серийное - изготовление или восстановление деталей осуществляется периодически повторяющимися партиями; массовое - изготовление или восстановление деталей осуществляется непрерывно в течение длительного времени. Для определения типа производства существуют две методики. 1. Определяется такт выпуска деталей tв, мин/шт., по формуле tв = 60 Fд m/ N где Fд - действительный фонд времени при односменной работе, ч; т - число смен; N - годовая программа, шт., и сравнивается с операционным временем tоп мин/операция, для наиболее характерных операций. Например, если tв < t оп , то производство должно быть массовым; если tв > tоп, то производство должно быть серийным и детали изготавливаются партиями. Размер партии определяется, исходя из трудоемкости наладки и длительности процессов обработки. Например, для крупных и сложных деталей он равен двухнедельной программе; для средних - до месячной; для простых и мелких - до трехмесячной. Если же tв >> tоп то производство должно быть единичным. 2. Определяется коэффициент закрепления операций Кзакр по формуле Кзакр = ΣZоп/А, где ΣZоп - общее число различных технологических операций, выполняемых в течение одного месяца на всех станках; А - число рабочих мест. Кзакр определяют тип производства: - единичное или мелкосерийное Далее по полученному значению Кзакр = 20-40 производство; Кзакр = 10- 20 - среднесерийное производство; Кзакр = 1-10 - крупносерийное производство; Кзакр < 1 - массовое производство. Кзакр Контрольные вопросы Характеристика основных и вспомогательных баз. Отличие производственного процесса от технологического. Случаи приёма в КР автобуса, легкового автомобиля, г/а, агрегата. Обоснование экономической целесообразности восстановления деталей. 5. Пути повышения допуска на эксплуатацию. 6. Влияние нежесткости системы ДИСП на геометрию деталей при токарной обработке. 7. Применение подвижных и неподвижных люнетов. 8. Влияние температурного фактора на геометрию детали при точении. 9. Правило шести точек. 10.Обеспечение принципа совмещения и принципа постоянства баз. 11. Оценка шероховатости поверхности детали. 12. Остаточные напряжения первого рода и их влияние на геометрию детали после ее шлифования с одной и с двух сторон. 13. Особенности обработки деталей типа вала обтачиванием, шлифованием на круглошлифовальных и бесцентровошлифовальных станках, суперфинишированием, полированием и притиркой. 14. Особенности обработки отверстий сверлением, зенкерованием, развертыванием, шлифованием, хонингованием и притиркой. 15. Особенности обработки плоских поверхностей строганием, фрезерованием и протягиванием. 1. 2. 3. 4. Список использованной литературы 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. Иванов В.П. и др. Ремонт автомобилей . Минск: Вышэйшая школа, 2009,- 383 с. Карагодин В.И., Митрохин Н.Н., Ремонт автомобилей и двигателей. М.:, 2003,- 496 с. Петросов В.В. Ремонт автомобилей и двигателей. – М.: , 2007, - 224 с. Петросов В. В. Гидродробеструйное упрочнение деталей и инструмента. - М.: Машиностроение, 1977. Справочник технолога авторемонтного производства / Под ред. Г.А. Малышева. М.: Транспорт, 1977. Капитальный ремонт автомобилей: Справочник / Под ред. Р.Е. Есенберлина. М.: Транспорт, 1989. Ремонт автомобилей: Учебник для автотранспортных техникумов / С. И. Румянцев, А. Г. Боднев, Н. Г. Бойко и др.; Под ред. С. И. Румянцева. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Транспорт, 1988. Справочник технолога-машиностроителя: В 2 т. Т. 1 / К.Ф. Антипов, Б. И. Горбунов, С. И. Калашников и др.; Под ред. А. Г. Косиловой, Р. К. Мещерякова; Т. 2 / В. Н. Гриднев, В.В. Досчатов, В. С. Замалин и др.; Под ред. А.Н.Малова. - М.: Машиностроение, 1972. Шадричев В.А. Основы технологии автостроения и ремонт автомобилей: Учебник для вузов. - Л.: Машиностроение, 1976.
