Восстановление первичного вала

Изоляция мест, не подлежащих хромированию, снижает расход хрома, электрического тока и повышает производительность ванны. Для защиты поверхностей детали применяют наносимый в несколько слоев цапонлак в смеси с нитроэмалью в соотношении 1:2 . Для изоляции применяют также перхлорвиниловую изоляционную ленту, листовую резину, пластикаты, которыми плотно обматывают защищаемые поверхности. Наиболее целесообразным является применение различных футляров, втулок, экранов из эбонита, текстолита, винипласта и т.п.

Окончательное электрохимическое  обезжиривание в щелочных растворах  является наиболее эффективным способом очистки поверхностей деталей. При обезжиривании стальных деталей в электролите, содержащем 35…40 г/л каустической соды NaOH , 25…30 г/л кальцинированной соды Na2CO3 ,2…3 г/л жидкого стекла (Na2О·2SiO2) и 15…20 г/л тринатрийфосфата (Na3PO4·12H20) ; при температуре электролита 65…70 С, плотности тока 12…16 А/дм2 продолжительность процесса 5…8 мин. Детали помещают (подвешивают) на катодную штангу. В качестве анодов применяют пластины из стали или никеля. При электролизе на поверхности детали в виде пузырьков выделяется водород, который механически разрушает жировую пленку, ускоряя процесс омыления и эмульгирования жиров. Выделяющийся водород проникает и вовнутрь поверхностного слоя металла, вызывая его хрупкость. Поэтому в конце процесса обезжиривания переходят на анодную обработку деталей в течение 1…2 мин.

Деталь также можно  обезжиривать венской известью, состоящей из смеси окиси кальция, окиси магния с добавкой 3% кальцинированной соды или 1,5% каустической соды. Порошок венской извести разводят водой до пастообразного состояния и растирают вручную по поверхности детали волосяными щетками. 

После обезжиривания  деталь промывают в холодной, затем  в горячей воде с целью удаления с поверхности детали остатков щелочных растворов, которые могут загрязнить гальванические ванны. Сплошная без разрывов пленка воды на обезжиренных поверхностях свидетельствует о хорошем качестве очистки. Декапирование (анодную обработку) проводят с целью снятия окисных пленок с обрабатываемых поверхностей деталей, которые образуются во время обезжиривания и промывки, а так же для обнажения структуры металла детали, что способствует прочному сцеплению покрытия с металлом детали. Помещенные в ванну хромирования детали выдерживают без тока в течении 1…2 мин для их прогрева до температуры электролита, а затем подвергают декапированию в течении 30…45 с при анодной плотности тока 25…35. А\дм².

    После выполнения операций хромирования, производим заварку отверстий под болты. Установив фланец на упорный центр, выполняем рассверливание отверстий, после чего производим механическую обработку боковых поверхностей фланца. Заключительной операцией является приварка оторванного отражателя.

1.5 Выбор технологических и измерительных  баз, схем базирования и установки.

 

   При базировании детали должно выполняться основное техническое требование – геометрические оси всех обрабатываемых цилиндрических поверхностей должны лежать на одной прямой. Установочными базами для процесса восстановления целесообразно принять базы, которые использовались при изготовлении детали. Расположены они по торцам первичного вала.

При этом деталь лишается пяти степеней свободы.

     Рисунок  1. – Схема базирования детали.

1.6. Разработка технологического маршрута восстановления детали.

 

     Таблица  2. - Технологический маршрут восстановления  детали.

 

№ опер.	Наименование и содержание операции	Оборудование	Приспособления	Инструмент
				Рабочий	Измерительный
005	Мойка детали.	Моечные машины ОМ-4267, ОМ-961, ОМ-837
010	Дефектация детали.	Рабочий стол, с набором  необходимых инструментов.
015	Токарная. Выправить центровые отверстия (при необходимости)	Токарно-винторезный  станок 1К62	Самоцентрирующийся патрон	Сверло центровочное комбинированное.
020	Слесарная. Зачистить шлицевой конец	Пневмошлифмашинка ПШМ-60		Круг зачистной 60 ×5×10
025	Наплавка. Заплавить шлицевые канавки шлицевого конца с перекрытием на наружную поверхность под слоем флюса	Переоборуд. токарно-винторезный  станок 1К62, выпрямитель ВСА-600/300	Наплавочя головка А-409, центра	Проволока Нп-30ХГСА, флюс АН-348А	Штангенциркуль ШЦ-1-125-0,1
030	Слесарная. Править шлицевой конец (при необходимости)	Пресс CP1800			Индикатор биения шеек под  подшипники
035	Термическая. Отжечь шлицевой конец при помощи т.в.ч.	Высокочастотная установка  ЛЗ-2-67
040	Токарная. Проточить шлицевой конец под номинальный размер	токарно-винторезный станок 1К62	Поводковый патрон с  поводком, центрами.	Проходной прямой резец  с пластинкой Т15К6	Штангенциркуль ШЦ-1-125-0,1
045	Фрезерная. Фрезеровать 10 шлицев на шлицевом конце	Универсально-фрезерный  станок 6м82	Делительная головка  УДГ-160.	Фреза дисковая пазовая Р6М5	Штангенциркуль ШЦ-1-125-0,1
050	Термическая. Закалить шлицевой конец при помощи т.в.ч. в масле и отпустить на воздухе	Высокочастотная устан. ЛЗ-2-67, ванна для закалки деталей  в масле	Подвеска для закалки  деталей
055	Шлифовальная. Шлифовать шлицы под номинальный размер	Плоскошлифовальный станок 3731	Тиски машинные	круг шлифовальный ПП 100×5×32 Э40-25 61-6М2К	Калибр НЕ 5,70 мм. микрометр МК (ГОСТ 6507-60) с пределами измерений 0-25мм
060	Шлифовальная. Шлифовать отверстие под роликовый подшипник под постановку ДРД	Внутришлифовальный станок 3А227	Патрон с незакаленными  кулачками	Шлифовальный круг ПП 35×10×15 ЭК36-60 СМ1	Нутрометр НМ-75 ГОСТ 10-88
065	Слесарная. Запрессовать рем. втулку	Пресс гидравлический	Оправка, подставка
070	Шлифовальная. Шлиф. отверстие под рол. подшипник под номин. размер	Внутришлифовальный станок 3А227	Патрон с незакаленными  кулачками	Шлифовальный круг ПП 35×10×15 ЭК36-60 СМ1	Калибр-пробка НЕ 43,98 ГОСТ 2015-84
075	Шлифовальная. Шлифовать шейку под передний подшипник «как чисто»	Кругло-шлифовальный станок 3Б151	Поводковй патрон с поводком, центрами.	Шлифовальный круг ПП 100×20×32 ЭК36-60 СМ1	микрометр МК с преде-лами измерений 0-25мм
080	Хромирование. Подготовить и хромировать шейку под передний подшипник	Ванны для обезжир., хромирования, электрическая печь	Подвеска для хромирования	Кисть для изоляции	Штангенциркуль ШЦ-1-125-0,1, микрометр МК с пределами измер. 25-50мм
085	Мойка. Промыть деталь	Ванна с содовым р-ром	Подвеска для мойки  дет.
090	Шлифовальная. Шлифовать шейку под передний подшипник под номинальный размер	Кругло-шлифовальный станок 3Б151	Поводковый патрон с  поводком, центрами.	Шлифовальный круг ПП 100×20×32 ЭК36-60 СМ1	микрометр МК с пределами  измерений 0-25мм, калибр-скоба НЕ 25Х  ГОСТ 2015-84
095	Мойка. Промыть деталь	Ванна с водой	Подвеска для мойки  деталей

1.7. Разработка технологической операции восстановления.

     1.7.1Исходные данные

I. Исходные данные (для операции 025):

1.1 Деталь – вал  первичный коробки передач автомобиля  ЗИЛ-431410 (ЗИЛ-130), заплавка шлицевых  впадин. Длина шлицевого конца l = 110.

1.2 Материал – сталь  25ХГМ.

1.4 Масса детали –  не более 10 кг.

1.5 Электродная проволока  – стальная Нп-30ХГСА Æ1,6 мм, плотность 7,8 г/см³.

1.6 Оборудование –  переоборудованный токарно-винторезный  станок 1К62; выпрямитель ВСА-600/300; наплавочная  головка А-409.

1.7 Установка детали  – в центрах, без выверки.

1.8 Положение шва –  горизонтальный.

II. Исходные данные (для операции 016):

2.1 Деталь – вал  первичный коробки передач автомобиля  ЗИЛ-431410 (ЗИЛ-130), шейка под передний  подшипник Д=34, d=30, l = 25.

2.2 Материал – сталь  25ХГМ.

2.3 Твердость – HRC 60…65.

2.4 Масса детали –  не более 10 кг.

2.5 Оборудование –  круглошлифовальный станок 3Б151.

2.6 Режущий инструмент  – Шлифовальный круг ПП 100×20×32 ЭК36-60 СМ1.

2.7 Установка детали  – в центрах, без выверки.

2.8 Условия обработки  – с охлаждением.

 

1.7.2 Содержание операций

Операция 025 наплавочная. Заплавить шлицевые канавки шлицевого конца с перекрытием на наружную поверхность под слоем флюса.

 

Таблица 1.7.1 − Описание Операции 025 наплавочная

№ перехода	Содержание перехода
1 2   3 4	Установить вал первичный  в центра переоборудованного токарно-винторезного станка Заплавить 10 шлицевых канавок шлицевого конца с перекрытием на наружную поверхность под слоем флюса до Д = 45 мм на длине 110 мм Измерить шлицевой конец  штангенциркулем ШЦ-1-125-0,1 Снять деталь

 

Операция 090 шлифовальная. Шлифовать шейку под перед. подшипник

 

Таблица 1.7.2 − Описание операции 090 шлифовальная

№ перехода	Содержание перехода
1 2 3   4	Установить вал первичный  в центра. Шлифовать шейку под  передний подшипник с Д=24,95 до d=24,85 на длине l=25 Измерить шейку под  передний подшипник микрометром  МК с пределами измерений 0-25 мм, калибр - скобой НЕ 25Х Снять деталь

1.7.3 Определение пропусков на обработку

I. Определяем припуски на шлифование при хромировании передней шейки под подшипник вала первичного коробки передач автомобиля ЗИЛ-431410 (ЗИЛ-130).

Номинальный диаметр D_ном= ,

Принимаем к расчету d_ном = 24,985

(т.е. D_max=24,995; D_min = 24,975).

Ремонт требуется при  диаметре шейки менее Д_доп= 24,96.

Предполагаем, диаметр  изношенной передней шейки под подшипник d_износ=24,95. Перед хромированием деталь шлифуют "как чисто" для устранения следов износа и придания правильной геометрической формы.

Припуск на шлифование (на диаметр) 2∙б₁=0,1

С учетом шлифования «как чисто» диаметр передней шейки составит:

 

                                                            (2)

 

Для восстановления передней шейки под подшипник следует нанести слой металла (хромированием) такой толщины, чтобы после обработки обеспечить размеры и шероховатость по рабочему чертежу, выполнить предварительную и окончательную обработки.

Определяем припуск  на шлифование после хромирования.

Предварительное: 2б₂=0,050 ([Л-6], табл. 11)

Окончательное: 2б₃=0,034 ([Л-6], табл. 11)

Таким образом, максимальный диаметр передней шейки под подшипник  вала первичного должен быть:

 

Следовательно, толщина  гальванического покрытия должна быть не менее:

 

Результаты расчета

1. Шлифование до хромирования "как чисто": припуск б₁=0,050 (на сторону)
2. Толщина хромирования: припуск Н=0,110
3. Шлифование после хромирования:
• предварительное: припуск б₂=0,025
• окончательное: припуск б₃=0,017

1.7.4 Расчет  режимов обработки и норм времени

Операция 025 наплавочная

Определим штучное время  на заплавку шлицев наплавкой под  слоем флюса вала первичного коробки  передач автомобиля ЗИЛ-431410 (ЗИЛ-130). Длина шлицевой шейки l = 110; число шлицевых канавок – 10.

1) Исходные данные:

1.1 Деталь – вал  первичный коробки передач автомобиля  ЗИЛ-431410 (ЗИЛ-130), заплавка шлицевых  впадин. Длина шлицевого конца l = 110.

1.2 Материал – сталь  25ХГМ.

1.4 Масса детали –  не более 10 кг.

1.5 Электродная проволока – стальная Нп-30ХГСА Æ1,6 мм, плотность 7,8 г/см³.

1.6 Оборудование –  переоборудованный токарно-винторезный  станок 1К62; выпрямитель ВСА-600/300; наплавочная  головка А-409.

1.7 Установка детали  – в центрах, без выверки.

1.8 Положение шва – горизонтальный.

2) Содержание операции:

• Установить деталь на переоборудованный токарный станок
• Заплавить шлицевые канавки
• Снять деталь.

3) Основное время  наплавки шлиц продольным способом  рассчитывается по формуле:

 

 

Где: L– длина наплавки, мм;

 – количество слоев наплавки. Диаметр наплавочной проволоки  в 1,6 мм обеспечивает толщину  наплавляемого слоя в 1 мм. Глубина  шлицевых впадин составляет более 6,5 мм, тогда количество слоев наплавки принимаю =7;

Vн – скорость наплавки, м/мин.

При наплавке шлиц продольным способом

 

L = l∙n,

 

Где: l – длина шлицевой шейки, мм,

n – число шлицевых впадин.

L = 110∙10 = 1100 мм.= 1,1 м

4) Определение скорости  наплавки:

- диаметр электродной  проволоки d = 1,6мм;

- плотность тока принимаю Dа = 92 А/мм² [Л-1]

- сила сварочного тока I = 0,785∙d² ∙Dа = 0,785∙1,6² ∙92 = 185 А,

- коэффициент наплавки  α_Н = 11 г/А∙ч, [Л-1]

- масса расплавленного  металла

- объем расплавленного  металла

,

Где γ – плотность расплавленного металла (сталь – 7,8)

- скорость подачи электродной  проволоки

- подача (шаг наплавки) S = (1,2-2,0)d = 1,5∙1,6=2,4 мм.

- скорость наплавки

Где t – толщина наплавляемого слоя, в зависимости от диаметра электродной проволоки, мм. t = 1 мм для проволоки диаметром 1,6 мм.

Таким образом, основное время наплавки шлицев под флюсом составит:

Вспомогательное время  рассчитывается по формуле:

 

 

где: – вспомогательное время, связанное с изделием, на установку и снятие детали, мин., =0,8 мин, ([Л-10], табл. 6);

 – вспомогательное время,  связанное с переходом. Для  подфлюсовой наплавки – 1,4 мин на 1 погонный метр шва, мин, =1,4∙1,1=1,54 мин. [Л-1];