Восстановление ступицы переднего колеса автомобилей ЗИЛ

 

Таблица 1.4 - Схема технологического процесса восстановления отверстия ступицы под наружное кольцо наружного подшипника

Дефект	Способ ремонта детали	№ операции	Наименование и содержание операций
Износ отверстия под наружное кольцо наружного подшипника	ДРД	1	Токарная Растачивание отверстия  под запрессовку втулки
		2	Прессовая Запрессовать ДРД (втулку) в расточенное отверстие
		3	Токарная Растачивание втулки под  требуемый расчетный размер
		4	Токарная Раскатывание втулки под  номинальный размер ремонтируемого отверстия

1.5.4 Выбор установочных баз

 

 

Выбор базовых поверхностей для механической обработки часто  является одним  из наиболее сложных и принципиальных разделов проектирования. В условиях ремонтного производства вопрос выбора баз приобретает еще большее значение, так как приходится встречаться с изношенными базовыми поверхностями,  а иногда и отсутствием их. Принятие решения о выборе базовых поверхностей является сложной инженерной задачей, зависящей от типа детали, номенклатуры изношенных поверхностей, степени и вида износа, от способов восстановления и т.п. Для правильного базирования детали необходимо лишить ее шести степеней свободы, т.е. наложить на нее шесть связей, материализованных в виде опорных точек. Наложение связей свыше шести приведет к неопределенности базирования. Для того, чтобы правильно выбрать установочные базы необходимо проанализировать основные поверхности ступицы. На рисунке 1 приведена конструкция ступицы с обозначением основных поверхностей.

 

Рисунок 1.2 – Конструкция ступицы с обозначением основных поверхностей

 

Ступица имеет следующие  основные поверхности:

1 – внешняя торцевая  поверхность ступицы, предназначена для определения положения диска колеса в осевом направлении. Отличается высокой плоскостностью, отклонение составляет не более 0,16 мм.

2 и 8 – внутренние цилиндрические  поверхности в ступице, предназначенные для посадки наружных колец наружного и внутреннего подшипников соответственно. Поверхности являются сборочной базами, так как определяют положение ступицы в узле в радиальном направлении. Поверхности хорошо обработаны, имеют высокую чистоту и правильную геометрическую форму.

3 – внутренняя цилиндрическая  поверхность в ступице, предназначена  для вставки защитной крышки  ступицы. Имеет правильную геометрическую  форму.

4 – внутренняя цилиндрическая  поверхность отверстия в ступице,  предназначенная для шпилек крепления колеса. В ступице выполнено 8 отверстий. Отверстия расположены по окружности, ось которой должна совпадать с поверхностями 2 и 8. Шпильки крепления колеса запрессовывают в отверстия с натягом. Смещение центров отверстий от номинального расположения составляет не более 0,2 мм.

5 – внутренняя цилиндрическая  поверхность отверстия в ступице,  предназначенная для болтов крепления тормозного барабана. В ступице выполнено 8 отверстий. Отверстия расположены по окружности, ось которой должна совпадать с поверхностями 2 и 8. Болты крепления тормозного барабана запрессовывают в отверстия с натягом.

6 – внешняя цилиндрическая  поверхность в ступице, предназначенная  для посадки тормозного барабана. Должна иметь правильную геометрическую форму, точность изготовления по 9 квалитету, высокую чистоту. Поверхность определяет положение барабана в радиальном положении.

7 – внутренняя торцевая  поверхность ступицы. Отличается  высокой плоскостностью, отклонение составляет не более 0,16 мм. Допуск торцевого биения составляет не более 0,2 мм.

Пользуясь правилами выбора установочных баз принимаем в качестве установочных баз поверхности 1 и 2. Принимаем в качестве главной базирующей поверхности поверхность 1. В качестве направляющей базовой поверхности принимаем поверхность 2, так как она является сборочной базой. Вал не требует полного базирования, так как 5 фиксированных точек могут располагаться безразлично относительно поверхности 8. Схема базирования ступицы для восстановления поверхности 8 представлена на рисунке 2.

Рисунок 1.3 - Схема базирования ступицы при токарной операции для восстановления отверстия под внутренний подшипник

 

Рисунок 1.4 – Схема базирования заготовки при прессовой операции для восстановления отверстия под внутренний подшипник

Рисунок 1.5 - Схема базирования ступицы при токарной операции для восстановления отверстия под наружный подшипник

 

Рисунок 1.6 - Схема базирования ступицы при прессовой операции для восстановления отверстия под наружный подшипник

 

 

 

1.5.5 Планы технологических операций

 

 

Таблица 1.5 - План технологических операций восстановления отверстия ступицы под наружное кольцо внутреннего подшипника

Наименование и содержание операции	Оборудование	Приспособления	Инструмент
			рабочий	измерительный
1 Токарная Расточить изношенное отверстие	Токарно-винторезный станок 163	Планшайба с Г-образными прихватами	Расточной  резец с пластиной ВК-6	Штангенциркуль ШД1-125-0,1 Пробка Пр-Не
2 Прессовая Запрессовать втулку в расточенное отверстие	Пресс гидравлический модели 2135-1М			Штангенциркуль ШД1-125-0,1
3 Токарная Расточить изношенное отверстие	Токарно-винторезный станок 163	Планшайба с Г-образными прихватами	Расточной  резец с пластиной ВК-6	Штангенциркуль ШД1-125-0,1 Пробка Пр-Не
4 Токарная Раскатать втулку под номинальный размер ремонтируемого отверстия	Токарно-винторезный станок 163	Планшайба с Г-образными прихватами	Расточной  резец с пластиной ВК-6	Штангенциркуль ШД1-125-0,1 Пробка Пр-Не

 

Таблица 1.6 - План технологических операций восстановления отверстия ступицы под наружное кольцо наружного подшипника

Наименование и содержание операции	Оборудование	Приспособления	Инструмент
			рабочий	измерительный
1 Токарная Расточить изношенное отверстие	Токарно-винторезный станок 163	Планшайба с Г-образными прихватами	Расточной  резец с пластиной ВК-6	Штангенциркуль ШД1-125-0,1 Пробка Пр-Не
2 Прессовая Запрессовать втулку в расточенное отверстие	Пресс гидравлический модели 2135-1М			Штангенциркуль ШД1-125-0,1
3 Токарная Расточить изношенное отверстие	Токарно-винторезный станок 163	Планшайба с Г-образными прихватами	Расточной  резец с пластиной ВК-6	Штангенциркуль ШД1-125-0,1 Пробка Пр-Не
4 Токарная Раскатать втулку под номинальный размер ремонтируемого отверстия	Токарно-винторезный станок 163	Планшайба с Г-образными прихватами	Расточной  резец с пластиной ВК-6	Штангенциркуль ШД1-125-0,1 Пробка Пр-Не

 

 

1.5.6 Расчет припусков на механическую обработку детали

 

 

Установление минимальных  припусков, то есть слоя материала, удаляемого с поверхности детали при ее обработке снятием стружки, является важным вопросом с точки зрения качества обработки и себестоимости ремонта. При этом различают промежуточный припуск – слой металла, необходимый для выполнения технологического перехода, и общий припуск – слой металла, необходимый для выполнения всей совокупности технологических переходов.

Исходные данные для расчета  припусков при восстановления отверстия ступицы под наружное кольцо внутреннего подшипника:

Диаметр номинальный – d_н=120 мм; 

Втулка изготовлена из стали 40Г;

Предел текучести составляет = 350 МПа;

Допускаемое напряжение = 600 МПа;

Определяем припуск на растачивание отверстия ступицы:

 

 

 

где - диаметр отверстия после растачивания, мм; d_р = 114,8 мм;

 

 

 

Высчитываем расчетную толщину  втулки, которая будет запрессована в расточенное отверстие ступицы

 

 

 

где р – удельное контактное давление, зависит от величины натяга и от материала сопряженных деталей, МПа; р=0,0448 МПа;

n – это отношение предела текучести к допускаемым напряжениям;

- припуск на  растачивание втулки после запрессовки, мм; для чистового растачивания принимаем = 0,8 мм;

- припуск на  раскатывание втулки после растачивания, мм; при раскатывании роликами наиболее благоприятные результаты получают, когда припуск составляет 0,015—0,03 мм, принимаем припуск =0,02мм;

 

 

 

 

 

 

 

Определяем общий припуск:

 

 

 

 

Исходные данные для расчета  припусков при восстановления отверстия ступицы под наружное кольцо внешнего подшипника:

Диаметр номинальный –  d_н=90 мм; 

Втулка изготовлена из стали 40Г;

Предел текучести составляет = 350 МПа;

Допускаемое напряжение = 600 МПа;

Определяем припуск на растачивание отверстия ступицы

 

 

 

где - диаметр отверстия после растачивания, мм; d_р = 93,9 мм;

 

 

 

Высчитываем расчетную толщину  втулки, которая будет запрессована в расточенное отверстие ступицы

 

 

 

где р – удельное контактное давление, зависит от величины натяга и от материала сопряженных деталей, МПа; р=0,0448 МПа;

n – отношение предела текучести к допускаемым напряжениям;

- припуск на  растачивание втулки после запрессовки, мм; для чистового растачивания принимаем = 0,8 мм;

- припуск на  раскатывание втулки после растачивания, мм; при раскатывании роликами наиболее благоприятные результаты получают, когда припуск составляет 0,015—0,03 мм, принимаем припуск =0,02мм;

 

 

 

 

 

 

Определяем общий припуск:

 

 

 

 

 

 

1.5.7 Выбор оборудования, режущего и измерительного инструмента

 

 

Оборудование

Токарно-винторезный станок модели 163

Техническая характеристика станка:

Наибольший диаметр обрабатываемой заготовки, мм      630

Наибольший диаметр обрабатываемой детали над суппортом, мм     340

Расстояние между центрами, мм1400

Диаметр прутка, проходящего  через отверстие в шпинделе, мм 65

Число оборотов шпинделя в  мин.

-прямого вращения   10; 12,5; 16; 20; 25; 31,5; 40; 50; 63; 80; 100; 125; 160; 200; 250; 315; 400; 500; 630; 800; 1000; 1250.

- обратного вращения 18, 27, 45, 72, 112, 180, 290, 450, 720, 1160, 1800.

Подачи, мм/об.

-продольные   0,10; 0,11; 0,13; 0,15; 0,16; 0,17; 0,18; 0,2; 0,21; 0,23; 0,26; 0,3; 0,31; 0,33; 0,36; 0,4; 0,43; 0,47; 0,53; 0,6; 0,63; 0,67; 0,73; 0,8; 0,87; 0,94; 1,07; 1,2; 1,27; 1,34; 1,47; 1,6.

- поперечные   0,04; 0,043; 0,045; 0,055; 0,057; 0,061; 0,067; 0,073; 0,08; 0,09; 0,1; 0,11; 0,12; 0,13; 0,14; 0,15; 0,16; 0,17; 0,2; 0,22; 0,23; 0,24; 0,27; 0,29; 0,32; 0,34; 0,39; 0,44; 0,47; 0,49; 0,54; 0,59.

Мощность электродвигателя, кВт  14

Габаритные размеры         3530х1520х1290

Масса, кг         4050

Пресс гидравлический модели 2135М1

Техническая характеристика пресса:

Максимальное усилие, кН  400

Наибольшее расстояние между  столом и штоком, мм      750

Размер опорной плиты  стола, мм   450х400

Максимальный ход штока, мм     250

Мощность электродвигателя, кВт 2,2

Габаритные размеры, мм    1470х640х2090

Масса, кг 572

 

Режущий инструмент

Расточной резец с пластиной  ВК-6

Геометрические параметры  резца:

Сечение резца, мм  16х16

Длина, мм         170

Угол φ, º   95º

 

Измерительный инструмент

Штангенциркуль ШД1-125-0,1

Диапазон измерений, мм 0-125

Цена деления, мм        0,1

Класс точности    2

Вес, кг  0,125

 

Пробка Пр-Не

Вид        проходная

Диапазон измеряемых диаметров, мм      102-125

 

 

1.5.8 Расчет режимов и норм времени

 

 

Определяем глубину резания для растачивания отверстия ступицы под наружное кольцо внутреннего подшипника

 

 

 

где   D – диаметр после растачивания, мм; D = 125,2мм;